- A kémiai megoszthatóság eredete és fogalma
- 10 példa a kémiai megoszlásra
- 1- Oldjon fel sót vízben
- 2- Fémek oxidációja savas közegben
- 3- Az észterek hidrolízise
- 4- Eliminációs reakciók
- 5- Az aldoláz enzimatikus reakciója
- 6- A biomolekulák lebontása
- 7- Égési reakciók
- 8- A vér centrifugálása
- 9 - Bikarbonát puffer
- 10- Az atom megosztás vagy atommaghasadás
- Irodalom
A kémiában való megoszthatóságot az anyag olyan tulajdonságaként definiálhatjuk, amely lehetővé teszi, hogy kisebb részekre szétváljon. A koncepció megértéséhez példát adhatunk.
Ha veszünk egy vekni kenyeret, és újra és újra feldaraboljuk azt, eljutunk-e valaha olyan alapvető anyagblokkhoz, amelyet nem lehet tovább osztani? Ez a kérdés évezredek óta foglalkozik a tudósok és a filozófusok gondolataival.
A kémiai megoszthatóság eredete és fogalma
Régóta vitatkoztak arról, hogy az anyag részecskékből áll-e (amit ma atomokként ismerünk), azonban az az általános elképzelés volt, hogy az anyag folytonosság, amelyet meg lehet osztani.
Ez az általános koncepció olyan ragyogó tudósokké vált, mint James Clerk Maxwell (a Maxwell-egyenletekből) és Ludwing Boltzman (a Boltzman-eloszlásból) a nevetségesség áldozatává vált, amely előbbit az őrülethez, az utóbbit az öngyilkossághoz vezette.
Kr. E. 5. században, a görög filozófus, Leucippus és az ő tanítványa, Demokratikus az atomok szót használja az anyag legkisebb egyedi elemének megjelölésére, és azt javasolta, hogy a világ nem más, mint mozgó atomokból áll.
Ez a korai atomelmélet eltér a későbbi változatoktól, mivel magában foglalta az emberi lélek gondolatát, amely egy finomabb típusú atomból áll, amely a testben eloszlik.
Az atomelmélet a középkorban visszaesésbe esett, de a tudományos forradalom elején, a 17. században újjáéledték.
Isaac Newton például úgy gondolta, hogy az anyag "szilárd, masszív, kemény, áthatolhatatlan és mozgó részecskékből áll."
Az oszthatóság különféle módszerekkel fordulhat elő, a leggyakoribb a fizikai módszerekkel való oszthatóság, például egy almával kés darabolásával.
Az oszthatóság azonban kémiai módszerekkel is megtörténhet, ahol az anyag molekulákra vagy atomokra oszlik.
10 példa a kémiai megoszlásra
1- Oldjon fel sót vízben
Ha egy sót, például nátrium-kloridot vízben oldunk, szolvatációs jelenség lép fel, amikor a só ionkötései megszakadnak:
NaCl → Na + + Cl -
Ha csak egy darab sót vízben old fel, ez milliárd nátrium- és klorid-ionra bomlik oldatban.
1. ábra: egy só oldódása vízben.
2- Fémek oxidációja savas közegben
Az összes fém, például magnézium vagy cink, savakkal reagál, például híg sósavval hidrogénbuborékokat és a fém-klorid színtelen oldatát képezi.
Mg + HCI → Mg 2+ + Cl - + H 2
A sav oxidálja a fémet, elválasztva a fémkötéseket, hogy ionokat kapjanak oldatban (BBC, 2014).
3- Az észterek hidrolízise
A hidrolízis a kémiai kötés vízben való megszakadása. A hidrolízis egyik példája az észterek hidrolízise, ahol ezeket két molekulára osztják, az alkoholra és a karbonsavra.
2. ábra: a metil-acetát hidrolízise.
4- Eliminációs reakciók
Az eliminációs reakció pontosan azt követi, amit mond: eltávolítja az atomokat a molekulából. Ennek célja egy szén-szén kettős kötés létrehozása. Ezt meg lehet tenni bázis vagy sav felhasználásával.
Előfordulhat egyetlen összehangolt lépésben (a proton absztrakciója Ca-ként, a C-X kötés lehasításával egy időben történik), vagy két lépésben (a Cβ-X kötés lehasadása először egy közbenső karbocációt képez, amely ezután "kikapcsol" a proton absztrakciójával alfa-szénben).
3. ábra: eliminációs reakciók.
5- Az aldoláz enzimatikus reakciója
A glikolízis preparatív szakaszában az egyik glükózmolekulát 2 ATP alkalmazásával két glicerid-3-foszfát (G3P) molekulára osztják fel.
Az ilyen bevágásért felelős enzim aldolaz, amely fordított kondenzáción keresztül elosztja a G3P molekula fruktóz-1,6-biszfoszfát molekuláját és egy dihidroxi-aceton-foszfát molekulát, amely később izomerizálódik, és így egy G3P.
4. ábra: Aldolase reakció.
6- A biomolekulák lebontása
Nem csak a glikolízis, hanem a biomolekulák lebomlása a katabolizmus reakciókban is a kémiai megoszthatóság példái.
Ennek oka az, hogy nagy molekulákból, például szénhidrátokból, zsírsavakból és fehérjékből indulnak, és így kisebb molekulákat állítanak elő, például acetil-CoA-t, amely belép a Krebsi ciklusba, hogy energiát állítson elő ATP formájában.
7- Égési reakciók
Ez egy másik példa a kémiai oszthatóság, mivel komplex molekulákat, például propán vagy bután reagálnak az oxigénnel CO 2 és víz:
C 3 H 8 + 5O 2 → 3CO 2 + 4H 2 O
A degradációs biomolekulák lehetne mondani, hogy egy égési reakció, mivel a végső termékek CO 2 és víz, azonban ezek a előfordulnak sok lépésben különböző közvetítők.
8- A vér centrifugálása
A vér különféle alkotóelemeinek szétválasztása példája az oszthatóságnak. Annak ellenére, hogy fizikai folyamat, a példa érdekesnek tűnik számomra, mivel az összetevőket sűrűségbeli különbség választja el centrifugálással.
A sűrűbb összetevők, a vörösvértestekkel rendelkező szérum a centrifugacső alján, míg a kevésbé sűrű komponensek, a plazma a felső részén maradnak.
9 - Bikarbonát puffer
Nátrium-hidrogén-karbonát, HCO 3 - a fő módon történő szállításának a CO 2 a szervezetben eredményeként metabolikus lebomlási reakciók.
Ez a vegyület egy protonnal reagál a közegben szénsav előállítására, amelyet később szén-dioxidra és vízre osztanak:
HCO 3 - + H + DH 2 CO 3 D CO 2 + H 2 O
Mivel a reakciók visszafordíthatók, így a szervezetnek lélegeztetés útján képes a fiziológiás pH-érték szabályozására, hogy elkerülje az alkalózis vagy az acidózis folyamatát.
10- Az atom megosztás vagy atommaghasadás
Abban az esetben, ha egy hatalmas atommag (például urán-235) elbontja (hasad), akkor nettó energiahozamot eredményez. Ennek oka az, hogy a fragmentumok tömegének összege kevesebb lesz, mint az uránmag tömege.
Abban az esetben, ha a fragmensek tömege a kötőenergia-görbe csúcsánál egyenlő vagy nagyobb, mint a vas tömegével, a nukleáris részecskék szorosabban kötődnek, mint az uránmagban, és ez a tömegcsökkenés energiaforma Einstein egyenlet szerint.
5. ábra: Az urán 235 hasadása.
A vasnál könnyebb elemeknél a fúzió energiát termel. Ez a koncepció az atombomba és az atomenergia létrehozásához vezetett.
Irodalom
- AJ szoftver és multimédia. (2015). Nukleáris hasadás: Alapok. Helyreállítva az atomicarchive.com webhelyről.
- (2014). Savak reakciói. Helyreállítva a bbc.co.uk webhelyről
- Clark, J. (2016, január). HIDROLIZÁLÓ ESTEREK. Helyreállítva a chemguide.co.uk-tól.
- Foist, L. (SF). Eliminációs reakciók a szerves kémiában. Helyreállítva a study.com webhelyről.
- Miller, WA (1867). A kémia elemei: elméleti és gyakorlati, 1. rész. New York: John Wiley és fia.
- Nukleáris maghasadás. (SF). Felépült a hiperfizikából.
- Pratt, D. (1997, november). Az anyag végtelen megoszthatósága. Helyreállítva a davidpratt.info webhelyről.
- Soderberg, T. (2016, május 31.). Elimináció az E1 és E2 mechanizmusok révén. Helyreállítva a chem.libretextből.