- Podrijetlo i pojam kemijske djeljivosti
- 10 primjera kemijske djeljivosti
- 1- Otopiti sol u vodi
- 2- Oksidacija metala u kiselom mediju
- 3- Hidroliza estera
- 4- Reakcije eliminacije
- 5- Enzimska reakcija aldolaze
- 6- Degradacija biomolekula
- 7- Reakcije izgaranja
- 8- Centrifugiranje krvi
- 9- pufer bikarbonata
- 10 - Podjela atoma ili nuklearna fisija
- Reference
Podjeljenost u kemiji možemo definirati kao svojstvo materije koja joj omogućuje da se odvoji na manje dijelove. Da bismo razumjeli koncept, možemo dati primjer.
Ako uzmemo kruh i prerežemo ga na pola iznova, hoćemo li ikada doći do temeljnog bloka materije koji se ne može dalje podijeliti? To je pitanje tisućama godina bilo na umu znanstvenika i filozofa.
Podrijetlo i pojam kemijske djeljivosti
Dugo se raspravljalo je li materija sastavljena od čestica (što danas znamo kao atomi), međutim, opća je ideja bila da je materija kontinuum koji se može podijeliti.
Ovaj opći koncept učinio je sjajne znanstvenike poput Jamesa Clerka Maxwella (Maxwell-ove jednadžbe) i Ludwinga Boltzmana (Boltzmanova distribucija) žrtvom ismijavanja, što je prve dovelo do ludila, a drugo do samoubojstva.
U 5. stoljeću prije Krista grčki filozof Leucippus i njegov učenik Democritus upotrijebili su riječ atoma za označavanje najmanjeg pojedinačnog komada materije i predložili da se svijet ne sastoji samo od atoma u pokretu.
Ta se rana atomska teorija razlikovala od kasnijih verzija po tome što je uključivala ideju o ljudskoj duši sastavljenoj od rafiniranijeg tipa atoma raspoređenog po tijelu.
Atomska teorija pala je u pad u srednjem vijeku, ali je oživjela na početku znanstvene revolucije u 17. stoljeću.
Isaac Newton, na primjer, vjerovao je da se materija sastoji od "čvrstih, masivnih, tvrdih, neprobojnih i pokretnih čestica".
Razdjeljivanje se može dogoditi različitim metodama, a najčešća je podjela fizičkim metodama, primjerice sjeckanjem jabuke nožem.
Međutim, podjela se može dogoditi i kemijskim metodama gdje bi se materija odvojila na molekule ili atome.
10 primjera kemijske djeljivosti
1- Otopiti sol u vodi
Kada se sol, na primjer natrijev klorid, otopi u vodi, pojavljuje se solvatni fenomen gdje su ionske veze soli razbijene:
NaCl → Na + + Cl -
Otapanjem samo jedne zrne soli u vodi razdvojit će se u milijarde iona natrija i klorida u otopini.
Slika 1: otapanje soli u vodi.
2- Oksidacija metala u kiselom mediju
Svi metali, na primjer magnezij ili cink, reagiraju s kiselinama, na primjer, razrijeđenom solnom kiselinom, čime se dobivaju mjehurići vodika i bezbojna otopina metalnog klorida.
Mg + HCl → mg 2+ + Cl - + H 2
Kiselina oksidira metal, razdvajajući metalne veze da bi dobili ione u otopini (BBC, 2014).
3- Hidroliza estera
Hidroliza je probijanje kemijske veze kroz vodu. Primjer hidrolize je hidroliza estera gdje su podijeljeni u dvije molekule, alkohol i karboksilnu kiselinu.
Slika 2: hidroliza metil acetata.
4- Reakcije eliminacije
Reakcija eliminacije čini točno ono što kaže: uklanja atome iz molekule. To se radi da bi se stvorila dvostruka veza ugljik-ugljik. To se može učiniti pomoću baze ili kiseline.
Može se dogoditi u jednom složenom koraku (apstrakcija protona u Cα, koja se događa istovremeno s cijepanjem Cβ-X veze), ili u dva koraka (cijepanje Cβ-X veze događa se prvo da tvori intermedijarnu karbokaciju, koja se potom "isključuje" apstrakcijom protona u alfa-ugljiku).
Slika 3: Eliminacijske reakcije.
5- Enzimska reakcija aldolaze
U pripremnoj fazi glikolize jedna se molekula glukoze dijeli na dvije molekule gliceraldehida 3-fosfata (G3P) koristeći 2 ATP.
Enzim odgovoran za ovaj rez je aldolaza koja se reverznom kondenzacijom dijeli na dvije molekule fruktoze 1,6-bisfosfata u molekuli G3P i molekulu dihidroksiaceton fosfata koja se kasnije izomerizira da tvori drugu molekulu G3P.
Slika 4: Reakcija aldolaze.
6- Degradacija biomolekula
Ne samo glikoliza, već i sva razgradnja biomolekula u reakcijama katabolizma primjeri su kemijske podjele.
To je zato što polaze od velikih molekula poput ugljikohidrata, masnih kiselina i proteina kako bi nastale manje molekule poput acetil CoA koji ulazi u Krebsov ciklus da bi proizveo energiju u obliku ATP-a.
7- Reakcije izgaranja
Ovo je još jedan primjer kemijske podjele, jer složene molekule, poput propana ili butana, reagiraju s kisikom da bi se stvorio CO 2 i voda:
C 3 H 8 + 5a 2 → 3CO 2 + 4H 2 O
Degradacija biomolekula može se reći da je reakcija izgaranja, jer su krajnji produkti CO 2 i voda, ali oni se događaju u mnogim koracima s različitim posrednicima.
8- Centrifugiranje krvi
Odvajanje različitih komponenti krvi primjer je djeljivosti. Iako se radi o fizikalnom procesu, primjer mi se čini zanimljiv jer se komponente centrifugiranjem odvajaju u razlici gustoće.
Najgušće komponente, serum s crvenim krvnim ćelijama, ostat će na dnu epruvete za centrifugu, dok će manje guste komponente, plazma, ostati na vrhu.
9- pufer bikarbonata
Soda bikarbona, HCO 3 - glavni je način prijevoza CO 2 u tijelu kao rezultat reakcija razgradnje metabolizma.
Ovaj spoj reagira s protonom u mediju za stvaranje ugljične kiseline koja se nakon toga dijeli na CO2 i vodu:
HCO 3 - + H + DH 2 CO 3 D CO 2 + H 2 O
Budući da su reakcije reverzibilne, ovo je način na koji organizam, disanjem, može kontrolirati fiziološki pH kako bi se izbjegli procesi alkaloze ili acidoze.
10 - Podjela atoma ili nuklearna fisija
U slučaju da se masivna jezgra (poput urana-235) razbije (pukotine), to će rezultirati neto prinosom energije. To je zato što će zbroj masa fragmenata biti manji od mase jezgre urana.
U slučaju da je masa fragmenata jednaka ili veća od mase željeza na vrhuncu krivulje energije vezivanja, nuklearne čestice će biti usko povezane nego u jezgru urana i ovo smanjenje mase se događa u energetski oblik prema Einsteinovoj jednadžbi.
Slika 5: fisija urana 235.
Za elemente lakše od željeza, fuzija će proizvoditi energiju. Taj je koncept doveo do stvaranja atomske bombe i nuklearne energije.
Reference
- AJ softver i multimedija (2015). Nuklearna fisija: osnove. Oporavak od atomicarchive.com.
- (2014). Reakcije kiselina. Oporavak od bbc.co.uk.
- Clark, J. (2016, siječanj). HIDROLIZIRANJE ESTARA. Oporavak od chemguide.co.uk.
- Foist, L. (SF). Eliminacijske reakcije u organskoj kemiji. Oporavak sa studija.com.
- Miller, WA (1867). Elementi kemije: teorijska i praktična, 1. dio. New York: John Wiley i sin.
- Nuklearna fizija. (SF). Oporavak od hiperfizike.
- Pratt, D. (1997, studeni). Beskrajna podjela materije. Oporavak od davidpratt.info.
- Soderberg, T. (2016, 31. svibnja). Eliminacija mehanizmima E1 i E2. Oporavak iz chem.libretext.