Koncepti in primeri kemijske ločljivosti
Definiramo lahko deljivost v kemiji kot lastnost snovi, ki omogoča ločevanje na manjše dele (Miller, 1867).
Za razumevanje koncepta lahko navedemo zgled. Če vzamemo štruco kruha in ga znova in znova razrežemo na pol, ali bomo kdaj prišli do temeljnega bloka snovi, ki ga ne moremo več razdeliti? To vprašanje je v mislih znanstvenikov in filozofov prisotno že tisoče let.
Izvor in pojem kemične delitve
Dolgo časa se je razpravljalo o tem, ali je snov sestavljena iz delcev (kar zdaj vemo kot atomi), vendar je bila splošna ideja, da je bila stvar kontinuum, ki bi ga lahko razdelili..
Ta posplošen koncept je naredil briljantne znanstvenike, kot so James Clerk Maxwell (iz Maxwellovih enačb) in Ludwinga Boltzmana (iz Boltzmanove distribucije) žrtev zasmehovanja, ki je prinesla prvega na norost, drugo pa na samomor..
V petem stoletju pred našim štetjem je grški filozof Leucippus in njegov učenec Demokrit uporabil besedo atomi za označevanje najmanjšega posameznega kosa snovi in predlagal, da svet ne vsebuje nič več kot atomov v gibanju..
Ta zgodnja atomska teorija se je razlikovala od kasnejših različic, saj je vključevala idejo o človeški duši, sestavljeni iz bolj rafiniranega tipa atoma, porazdeljenega po telesu..
Atomska teorija je v srednjem veku padla v zaostanek, vendar se je oživila na začetku znanstvene revolucije v 17. stoletju.
Isaac Newton je na primer verjel, da je materija sestavljena iz "trdnih, masivnih, trdih, neprepustnih in premičnih delcev"..
Deljenost se lahko da z različnimi metodami, najpogostejša je delljivost s fizikalnimi metodami, na primer sekanje jabolka z nožem.
Deljenost pa lahko podamo tudi s kemičnimi metodami, kjer bi bila snov razdeljena na molekule ali atome.
10 primerov kemične delitve
1 - Raztopite sol v vodi
Ko se sol raztopi, na primer natrijev klorid v vodi, se pojavi solvatni fenomen, kjer se ionske vezi soli zlomijo:
NaCl → Na+ + Cl-
Z raztapljanjem samo enega zrna soli v vodi se bo raztopilo v milijardah natrijevih in kloridnih ionov v raztopini.
2. Oksidacija kovin v kislem mediju
Vse kovine, na primer magnezij ali cink, reagirajo s kislinami, na primer z razredčeno klorovodikovo kislino, da nastanejo vodikov mehurčki in brezbarvna raztopina kovinskega klorida..
Mg + HCl → Mg2+ +Cl- + H2
Kislina oksidira kovino z ločevanjem kovinskih vezi za pridobivanje ionov v raztopini (BBC, 2014).
3. Hidroliza estrov
Hidroliza je prekinitev kemične vezi z vodo. Primer hidrolize je hidroliza estrov, kjer so ti razdeljeni v dve molekuli, alkohol in karboksilno kislino (Clark, 2016)..
4- Izločanje reakcij
Izločalna reakcija počne točno to, kar piše: odstrani atome molekule. To naredimo, da ustvarimo dvojno vez ogljik-ogljik. To lahko naredimo z uporabo baze ali kisline (Foist, S.F.).
Lahko se zgodi v enem samem, usklajenem koraku (protonska abstrakcija v Cα, ki se pojavlja hkrati s cepitvijo vezi Cβ-X), ali v dveh korakih (cepitev vezi Cβ-X nastopi najprej v obliki vmesne karbokacije), ki se nato "izklopi" z odvzemom protonov v alfa-ogljiku (Soderberg, 2016).
5. Encimska reakcija aldolaze
V pripravljalni fazi glikolize se molekula glukoze razdeli na dve molekuli gliceraldehid 3-fosfata (G3P) z 2 ATP.
Encim, ki je odgovoren za ta zarez, je aldolaza, ki s povratno kondenzacijo deli molekulo fruktoze 1,6-bisfosfata v molekuli G3P in molekulo dihidroksiaceton fosfata v dveh, ki se nato izomerizira v drugo molekulo. G3P.
6- Razgradnja biomolekul
Ne samo glikoliza, ampak vsa razgradnja biomolekul v reakcijah katabolizma so primeri kemične delitve.
To je zato, ker se začnejo z velikimi molekulami, kot so ogljikovi hidrati, maščobne kisline in beljakovine, da nastanejo manjše molekule, kot je acetil CoA, ki vstopi v Krebsov cikel za proizvodnjo energije v obliki ATP..
7. Reakcije zgorevanja
To je še en primer kemične delitve, ker kompleksne molekule, kot so propan ali butan, reagirajo s kisikom, da nastanejo CO2 in voda:
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
Za razgradnjo biomolekul lahko rečemo, da je reakcija zgorevanja, saj so končni proizvodi CO2 in vode, vendar so ti dani v več korakih z različnimi posredniki.
8- Centrifugiranje krvi
Ločitev različnih komponent krvi je primer delitve. Kljub temu, da je fizikalni proces, se mi zdi zanimiv primer, ker so s centrifugiranjem komponente ločene z gostoto.
Gostje sestavine, serum z rdečimi krvnimi celicami, bodo ostale na dnu epruvete za centrifugiranje, medtem ko bodo manj gosta, plazma, ostala na vrhu..
9-bikarbonatni pufer
Natrijev bikarbonat, HCO3- To je glavni način prevoza CO2 v telesnem produktu reakcij presnovne razgradnje.
Ta spojina reagira s protonom gojišča za proizvodnjo ogljikove kisline, ki se nato razdeli na CO2 in vodo:
HCO3- + H+ D H2CO3 D CO2 + H2O
Ker so reakcije reverzibilne, je to način, da organizem skozi dihanje nadzoruje fiziološki pH, da se izogne procesom alkaloze ali acidoze..
10 - delitev atoma ali jedrska fisija
V primeru razpada masivnega jedra (kot je uran-235) (razgradnja), bo to povzročilo neto energetski donos..
To je zato, ker bo vsota mas fragmentov manjša od mase jedra urana (Nuclear Fission, S.F.).
V primeru, da je masa fragmentov enaka ali večja od mase železa na vrhuncu krivulje energetske vezave, bodo jedrski delci tesneje vezani kot v jedru urana in da se masno zmanjšanje pojavi v oblika energije po Einsteinovi enačbi.
Za elemente, ki so lažji od železa, bo fuzija proizvedla energijo. Ta koncept je privedel do nastanka atomske bombe in jedrske energije (AJ Software & Multimedia, 2015).
Reference
- AJ Software & Multimedia. (2015). Jedrska fisija: Osnove. Obnovljeno iz atomicarchive.com.
- (2014). Reakcije kislin. Vzpostavljeno iz bbc.co.uk.
- Clark, J. (2016, januar). ESTRI HIDROLIZACIJE. Vzpostavljeno iz chemguide.co.uk.
- Foist, L. (S.F.). Odprava reakcij v organski kemiji. Vzpostavljeno iz študije.com.
- Miller, W.A. (1867). Elementi kemije: teoretski in praktični, 1. del. New York: John Wiley in sin.
- Jedrska fisija. (S.F.). Izterjal se je iz hiperfizike.
- Pratt, D. (1997, november). Neskončna deljivost snovi. Obnovljeno od davidpratt.info.
- Soderberg, T. (2016, 31. maj). Izločanje z mehanizmi E1 in E2. Vzeto iz chem.libretext.