Pojmy a příklady chemické oddělitelnosti



Můžeme definovat dělitelnost v chemii jako vlastnost hmoty, která umožňuje, aby byla rozdělena na menší porce (Miller, 1867). 

Pro pochopení pojmu můžeme uvést příklad. Pokud si vezmeme bochník chleba a znovu ho rozsekáme na polovinu, někdy se dostaneme k základnímu bloku hmoty, který už nelze rozdělit? Tato otázka byla přítomna v myslích vědců a filozofů po tisíce let.

Původ a koncept chemické dělitelnosti

Po dlouhou dobu bylo diskutováno, zda se hmota skládá z částic (to, co nyní známe jako atomy), nicméně obecná představa byla, že hmota je kontinuum, které lze rozdělit.

Tento zobecněný koncept dělal brilantní vědce jako James Clerk Maxwell (od Maxwellových rovnic) a Ludwing Boltzman (od distribuce Boltzmana) oběť zesměšňovat, který táhl bývalého k šílenství a latter k sebevraždě..

V pátém století př.nl, řecký filozof Leucippus a jeho učedník Democritus používali atomy slova označit nejmenší individuální kus hmoty a navrhl, že svět sestává z nic víc než atomy v pohybu..

Tato časná atomová teorie se lišila od pozdnějších verzí od té doby, co to zahrnovalo myšlenku lidské duše složené z více rafinovaného typu atomu distribuovaného skrz tělo..

Atomová teorie upadla ve středověku do úpadku, ale oživila se na počátku vědecké revoluce v sedmnáctém století..

Například Isaac Newton věřil, že hmota sestává z "pevných, masivních, tvrdých, neproniknutelných a mobilních částic"..

Dělitelnost může být dána různými metodami, nejčastější je dělitelnost fyzikálními metodami, například sekání jablka nožem..

Rozdělitelnost však může být také dána chemickými metodami, kde by látka byla rozdělena na molekuly nebo atomy.

10 příkladů chemické dělitelnosti

1. Rozpustit sůl ve vodě

Když je sůl rozpuštěna, například chlorid sodný ve vodě, dochází k solvačnímu jevu, kde se iontové vazby soli rozkládají:

NaCl → Na+ + Cl-

Rozpuštěním pouze jednoho zrna soli ve vodě se v roztoku rozdělí na miliardy sodných a chloridových iontů.

2- Oxidace kovů v kyselém prostředí

Všechny kovy, například hořčík nebo zinek, reagují s kyselinami, například zředěnou kyselinou chlorovodíkovou za vzniku vodíkových bublinek a bezbarvého roztoku chloridu kovu..

Mg + HCl → Mg2+ +Cl- + H2

Kyselina oxiduje kov oddělením kovových vazeb pro získání iontů v roztoku (BBC, 2014).

3 - Hydrolýza esterů

Hydrolýza je rozbití chemické vazby pomocí vody. Příkladem hydrolýzy je hydrolýza esterů, které se dělí na dvě molekuly, alkohol a karboxylovou kyselinu (Clark, 2016)..

4. Eliminační reakce

Eliminační reakce dělá přesně to, co říká: odstraňuje atomy molekuly. Toto je děláno vytvořit uhlík-uhlík dvojitá vazba. To může být provedeno za použití báze nebo kyseliny (Foist, S.F.)..

To může nastat v jediném, koordinovaném kroku (abstrakce protonu v Cα nastávat současně s štěpením C-X vazba), nebo ve dvou krocích (štěpení C-X vazba nastane nejprve tvořit intermediární karbocation), \ t který je pak "vypnut" abstrakcí protonu v alfa-uhlíku) (Soderberg, 2016).

5- Enzymatická reakce aldolasy

V přípravné fázi glykolýzy je molekula glukózy rozdělena na dvě molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu (G3P) s použitím 2 ATP.

Enzym zodpovědný za tuto incizi je aldolasa, která prostřednictvím reverzní kondenzace rozděluje molekulu fruktózového 1,6-bisfosfátu v molekule G3P a molekulu dihydroxyaceton fosfátu ve dvou, která je následně izomerizována za vzniku další molekuly G3P.

6- Degradace biomolekul

Příkladem chemické dělitelnosti jsou nejen glykolýza, ale i veškerá degradace biomolekul v katabolických reakcích.

Je to proto, že začínají z velkých molekul, jako jsou sacharidy, mastné kyseliny a proteiny, aby produkovaly menší molekuly, jako je acetyl CoA, která vstupuje do Krebsova cyklu, aby produkovala energii ve formě ATP..

7. Reakce spalování

To je další příklad chemické dělitelnosti, protože komplexní molekuly jako propan nebo butan reagují s kyslíkem za vzniku CO2 a voda:

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

Lze říci, že degradace biomolekul je spalovací reakcí, protože konečné produkty jsou CO2 a vody, nicméně tyto jsou uváděny v mnoha krocích s různými zprostředkovateli.

8 - Odstředění krve

Oddělení různých složek krve je příkladem dělitelnosti. I když se jedná o fyzikální proces, považuji tento příklad za zajímavý, protože odstředěním jsou složky odděleny rozdílem hustoty.

Hustší složky, sérum s červenými krvinkami, zůstanou na dně centrifugační zkumavky, zatímco ty méně husté, plazma, zůstanou nahoře..

9-Bikarbonátový pufr

Hydrogenuhličitan sodný, HCO3- Je to hlavní způsob přepravy CO2 v tělesném produktu reakcí metabolické degradace.

Tato sloučenina reaguje s protonem média za vzniku kyseliny uhličité, která se pak dělí na CO2 a vodu:

HCO3- + H+ DH2CO3 D CO2 + H2O

Vzhledem k tomu, že reakce jsou reverzibilní, je to způsob, kterým organismus prostřednictvím dýchání kontroluje fyziologické pH, aby se zabránilo procesům alkalózy nebo acidózy..

10. Rozdělení atomu nebo štěpení jader

V případě, že se masivní jádro (např. Uran-235) rozpadne (mise), bude to mít za následek čistý energetický výnos.

To proto, že součet hmotností fragmentů bude menší než hmotnost jádra uranu (Nuclear Fission, S.F.)..

V případě, že hmotnost fragmentů je stejná nebo větší než hmotnost železa na vrcholu křivky vazebné energie, budou jaderné částice pevněji vázány než v jádru uranu a že pokles hmotnosti nastane u energie podle Einsteinovy ​​rovnice.

U prvků, které jsou lehčí než železo, bude fúzí produkovat energii. Tato koncepce vedla k vytvoření atomové bomby a jaderné energie (AJ Software & Multimedia, 2015).

Odkazy

  1. AJ Software & Multimédia. (2015). Jaderné štěpení: Základy. Obnoveno z atomicarchive.com.
  2. (2014). Reakce kyselin. Získáno z bbc.co.uk.
  3. Clark, J. (2016, leden). HYDROLYSING ESTERS. Zdroj: chemguide.co.uk.
  4. Foist, L. (S.F.). Eliminační reakce v organické chemii. Zdroj: study.com.
  5. Miller, W. A. ​​(1867). Prvky chemie: Teoretická a praktická, část 1. New York: John Wiley a syn.
  6. Jaderné štěpení. (S.F.). Obnoveno z hyperfyziky.
  7. Pratt, D. (1997, listopad). Nekonečná dělitelnost hmoty. Obnoveno z davidpratt.info.
  8. Soderberg, T. (2016, 31. května). Eliminace pomocí mechanismů E1 a E2. Získáno z chem.libretext.