Begrepp och exempel på kemisk delbarhet

5215
Simon Doyle
Begrepp och exempel på kemisk delbarhet

Vi kan definiera delbarhet i kemi som en egenskap hos materia som gör att den kan separeras i mindre delar. För att förstå konceptet kan vi ge ett exempel.

Om vi ​​tar ett bröd och delar det om och om igen, kommer vi någonsin att komma till ett grundläggande ämnesblock som inte kan delas vidare? Denna fråga har varit i tankarna hos forskare och filosofer i tusentals år.

Ursprung och koncept för kemisk delbarhet

Under lång tid diskuterades huruvida materia består av partiklar (det vi känner idag som atomer), men den allmänna idén var att materien var ett kontinuum som kunde delas.

Detta utbredda koncept gjorde lysande forskare som James Clerk Maxwell (av Maxwells ekvationer) och Ludwing Boltzman (av Boltzman-distribution) offer för förlöjligande, som drev den förra till galenskap och den senare till självmord..

På 500-talet f.Kr. använde den grekiska filosofen Leucippus och hans lärjunge Democritus ordet atomer för att beteckna den minsta enskilda materiaen och föreslog att världen inte skulle bestå av mer än atomer i rörelse..

Denna tidiga atomteori skilde sig från senare versioner genom att den inkluderade idén om en mänsklig själ som består av en mer förfinad typ av atom fördelad i hela kroppen..

Atomteorin föll i nedgång under medeltiden, men återupplivades i början av den vetenskapliga revolutionen på 1600-talet..

Isaac Newton, till exempel, trodde att materia bestod av "fasta, massiva, hårda, ogenomträngliga och rörliga partiklar.".

Delbarheten kan ske med olika metoder, den vanligaste är delbarheten med fysiska metoder, till exempel hugga ett äpple med en kniv.

Delbarhet kan dock också ske med kemiska metoder där materia skulle separeras i molekyler eller atomer.

10 exempel på kemisk delbarhet

1- Lös salt i vatten

När ett salt, till exempel natriumklorid, upplöses i vatten, uppstår ett lösningsfenomen där saltets jonbindningar bryts:

NaCl → Na+ + Cl-

Genom att bara lösa ett saltkorn i vatten kommer det att separeras i miljarder natrium- och kloridjoner i lösning..

Figur 1: lösa ett salt i vatten.

2- Oxidation av metaller i ett surt medium

Alla metaller, till exempel magnesium eller zink, reagerar med syror, till exempel utspädd saltsyra för att ge vätebubblor och en färglös lösning av metallkloriden.

Mg + HCl → Mgtvå+ +Cl- + Htvå

Syran oxiderar metallen och separerar metallbindningarna för att erhålla joner i lösning (BBC, 2014).

3- Hydrolys av estrar

Hydrolys är brytningen av en kemisk bindning genom vatten. Ett exempel på hydrolys är hydrolys av estrar där dessa är uppdelade i två molekyler, en alkohol och en karboxylsyra..

Figur 2: hydrolys av metylacetat.

4- Eliminationsreaktioner

En eliminationsreaktion gör exakt vad den säger: den tar bort atomer från en molekyl. Detta görs för att skapa en kol-kol dubbelbindning. Detta kan göras med en bas eller en syra.

Det kan inträffa i ett enda samordnat steg (abstraktion av protonen vid Ca som sker samtidigt som klyvning av Cβ-X-bindningen), eller i två steg (klyvning av Cβ-X-bindningen sker först för att bilda en mellanprodukt karbokation, som sedan "stängs av" genom abstraktion av protonen i alfa-kolet).

Figur 3: eliminationsreaktioner.

5- Enzymatisk reaktion av aldolas

I den preparativa fasen av glykolys delas en glukosmolekyl i två molekyler glyceraldehyd 3-fosfat (G3P) med användning av 2 ATP.

Enzymet som ansvarar för detta snitt är aldolas, som genom omvänd kondensation delar i två två fruktos-1,6-bisfosfatmolekylen i en G3P-molekyl och en dihydroxiacetonfosfatmolekyl som senare isomeriseras för att bilda en annan molekyl av G3P.

Figur 4: Aldolasereaktion.

6- Nedbrytning av biomolekyler

Inte bara glykolys utan all nedbrytning av biomolekyler i katabolismreaktioner är exempel på kemisk delbarhet.

Detta beror på att de börjar från stora molekyler som kolhydrater, fettsyror och proteiner för att producera mindre molekyler som acetyl CoA som går in i Krebs-cykeln för att producera energi i form av ATP.

7- Förbränningsreaktioner

Detta är ett annat exempel på kemisk delbarhet eftersom komplexa molekyler som propan eller butan reagerar med syre för att producera CO.två och vatten:

C3H8 + 5Otvå → 3COtvå + 4HtvåELLER

Nedbrytningen av biomolekyler kan sägas vara en förbränningsreaktion eftersom slutprodukterna är COtvå och vatten, men dessa ges i många steg med olika mellanhänder.

8- Centrifugering av blod

Separationen av de olika blodkomponenterna är ett exempel på delbarhet. Trots att det är en fysisk process verkar exemplet intressant för mig eftersom komponenterna separeras genom densitetsskillnad genom centrifugering.

De tätaste komponenterna, serumet med de röda blodkropparna, kommer att förbli i botten av centrifugröret medan de mindre täta komponenterna, plasma, kommer att förbli högst upp..

9- Bikarbonatbuffert

Natriumbikarbonat, HCO3- Det är det viktigaste sättet att transportera COtvå i kroppsprodukten av metaboliska nedbrytningsreaktioner.

Denna förening reagerar med en proton i mediet för att producera kolsyra som därefter delas upp i CO2 och vatten:

HCO3- + H+ D HtvåCO3 D COtvå + HtvåELLER

Eftersom reaktionerna är reversibla är detta ett sätt som organismen genom andning måste kontrollera det fysiologiska pH för att undvika processer av alkalos eller acidos.

10- Uppdelning av atomen eller kärnklyvning

I händelse av att en massiv kärna (som uran-235) går sönder (fissioner), kommer det att resultera i ett nettoenergiutbyte. Detta beror på att summan av massorna av fragmenten kommer att vara mindre än massan av urankärnan..

I fallet att massan av fragmenten är lika med eller större än den för järn vid toppen av den bindande energikurvan kommer kärnpartiklarna att vara närmare bundna än i urankärnan och denna minskning i massa sker i energiform enligt till Einsteins ekvation.

Figur 5: klyvning av uran 235.

För element som är lättare än järn producerar fusion energi. Detta koncept ledde till skapandet av atombomben och kärnkraften..

Referenser

  1. AJ Software & Multimedia. (2015). Kärnklyvning: Grunder. Återställd från atomicarchive.com.
  2. (2014). Reaktioner av syror. Återställd från bbc.co.uk.
  3. Clark, J. (2016, januari). HYDROLYSERANDE ESTERS. Återställd från chemguide.co.uk.
  4. Foist, L. (S.F.). Eliminationsreaktioner inom organisk kemi. Återställd från study.com.
  5. Miller, W. A. ​​(1867). Element av kemi: teoretiskt och praktiskt, del 1. New York: John Wiley och son.
  6. Kärnfission. (S.F.). Återställd från hyperfysik.
  7. Pratt, D. (1997, november). Oändlig delbarhet av materia. Återställd från davidpratt.info.
  8. Soderberg, T. (2016, 31 maj). Eliminering genom E1- och E2-mekanismerna. Återställd från chem.libretext.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.