Begreper og eksempler på kjemisk delbarhet

3947
Egbert Haynes
Begreper og eksempler på kjemisk delbarhet

Vi kan definere delbarhet i kjemi som en materieegenskap som gjør at den kan skilles i mindre deler. For å forstå konseptet kan vi gi et eksempel.

Hvis vi tar et brød og deler det om og om igjen, vil vi noen gang komme til en grunnleggende materieblokk som ikke kan deles videre? Dette spørsmålet har vært i tankene til forskere og filosofer i tusenvis av år.

Opprinnelse og begrep om kjemisk delbarhet

I lang tid ble det diskutert om materie var sammensatt av partikler (det vi i dag kjenner til atomer), men den generelle ideen var at materie var et kontinuum som kunne deles.

Dette utbredte konseptet gjorde briljante forskere som James Clerk Maxwell (av Maxwells ligninger) og Ludwing Boltzman (av Boltzman-distribusjon) til offer for latterliggjøring, som drev førstnevnte til galskap og sistnevnte til selvmord..

I det 5. århundre f.Kr. brukte den greske filosofen Leucippus og hans disippel Democritus ordet atomer for å betegne det minste individuelle stoffstykket og foreslo at verden ikke bestod av atomer i bevegelse..

Denne tidlige atomteorien skilte seg fra senere versjoner ved at den inkluderte ideen om en menneskesjel bestående av en mer raffinert type atom fordelt over hele kroppen..

Atomteorien falt i tilbakegang i middelalderen, men ble gjenopplivet ved begynnelsen av den vitenskapelige revolusjonen på 1600-tallet..

Isaac Newton mente for eksempel at materie besto av "faste, massive, harde, ugjennomtrengelige og mobile partikler.".

Delbarhet kan forekomme ved forskjellige metoder, den vanligste er delbarhet ved fysiske metoder, for eksempel hogge et eple med kniv.

Delbarhet kan imidlertid også forekomme ved kjemiske metoder der materie vil bli separert i molekyler eller atomer.

10 eksempler på kjemisk delbarhet

1- Oppløs salt i vann

Når et salt, for eksempel natriumklorid, oppløses i vann, oppstår et oppløsningsfenomen der saltbindingene av saltet brytes:

NaCl → Na+ + Cl-

Ved å oppløse bare et saltkorn i vann, vil det skille seg i milliarder natrium- og kloridioner i oppløsning..

Figur 1: oppløse et salt i vann.

2- Oksidasjon av metaller i et surt medium

Alle metaller, for eksempel magnesium eller sink, reagerer med syrer, for eksempel fortynnet saltsyre for å gi hydrogenbobler og en fargeløs løsning av metallkloridet.

Mg + HCl → Mgto+ +Cl- + Hto

Syren oksyderer metallet og skiller metallbindinger for å oppnå ioner i oppløsning (BBC, 2014).

3- Hydrolyse av estere

Hydrolyse er brytning av en kjemisk binding gjennom vann. Et eksempel på hydrolyse er hydrolyse av estere der disse er delt inn i to molekyler, en alkohol og en karboksylsyre..

Figur 2: hydrolyse av metylacetat.

4- Eliminasjonsreaksjoner

En eliminasjonsreaksjon gjør nøyaktig hva den sier: den fjerner atomer fra et molekyl. Dette gjøres for å skape en karbon-karbon dobbeltbinding. Dette kan gjøres ved hjelp av en base eller en syre.

Det kan forekomme i et enkelt samordnet trinn (abstraksjonen av protonen ved Cα som skjer samtidig som spaltingen av Cβ-X-bindingen), eller i to trinn (spaltingen av Cβ-X-bindingen skjer først for å danne et mellomprodukt karbokasjon, som deretter "slår av" ved abstraksjon av protonen i alfa-karbon).

Figur 3: eliminasjonsreaksjoner.

5- Enzymatisk reaksjon av aldolase

I den forberedende fasen av glykolyse deles ett glukosemolekyl i to molekyler glyceraldehyd 3-fosfat (G3P) ved bruk av 2 ATP.

Enzymet som har ansvaret for dette snittet er aldolase, som gjennom omvendt kondensasjon deler i to fruktose 1,6-bisfosfatmolekylet i et G3P-molekyl og et dihydroksyacetonfosfatmolekyl som senere isomeriseres for å danne et annet molekyl av G3P.

Figur 4: Aldolase-reaksjon.

6- Nedbrytning av biomolekyler

Ikke bare glykolyse, men all nedbrytning av biomolekyler i katabolisme reaksjoner er eksempler på kjemisk delbarhet.

Dette er fordi de starter fra store molekyler som karbohydrater, fettsyrer og proteiner for å produsere mindre molekyler som acetyl CoA som kommer inn i Krebs-syklusen for å produsere energi i form av ATP.

7- Forbrenningsreaksjoner

Dette er et annet eksempel på kjemisk delbarhet siden komplekse molekyler som propan eller butan reagerer med oksygen for å produsere CO.to og vann:

C3H8 + 5Oto → 3COto + 4HtoELLER

Nedbrytningen av biomolekyler kan sies å være en forbrenningsreaksjon siden sluttproduktene er COto og vann, men disse er gitt i mange trinn med forskjellige mellomledd.

8- Sentrifugering av blod

Separasjonen av de forskjellige blodkomponentene er et eksempel på delbarhet. Til tross for at det er en fysisk prosess, virker eksemplet interessant for meg siden komponentene er atskilt med tetthetsforskjell ved sentrifugering.

De tetteste komponentene, serumet med de røde blodcellene, vil forbli på bunnen av sentrifugerøret mens de mindre tette komponentene, plasmaet, vil forbli på toppen..

9- Bikarbonatbuffer

Natriumbikarbonat, HCO3- Det er den viktigste måten å transportere CO påto i kroppsproduktet av metabolske nedbrytningsreaksjoner.

Denne forbindelsen reagerer med en proton i mediet for å produsere karbonsyre som deretter blir delt inn i CO2 og vann:

HCO3- + H+ D HtoCO3 D COto + HtoELLER

Siden reaksjonene er reversible, er dette en måte som organismen har gjennom respirasjon å kontrollere den fysiologiske pH for å unngå prosesser med alkalose eller acidose.

10 - Oppdeling av atom eller kjernefisjon

I tilfelle en massiv kjerne (som uran-235) brytes ned (fisjon), vil det resultere i et netto energiutbytte. Dette er fordi summen av massene av fragmentene vil være mindre enn massen av urankjernen..

I tilfelle at massen av fragmentene er lik eller større enn den for jern på toppen av den bindende energikurven, vil kjernepartiklene være nærmere bundet enn i urankjernen, og denne reduksjonen i masse skjer i energiform i henhold til til Einsteins ligning.

Figur 5: fisjon av uran 235.

For elementer som er lettere enn jern, vil fusjon produsere energi. Dette konseptet førte til etableringen av atombomben og kjernekraften..

Referanser

  1. AJ Software & Multimedia. (2015). Kjernefisjon: Grunnleggende. Gjenopprettet fra atomicarchive.com.
  2. (2014). Reaksjoner av syrer. Gjenopprettet fra bbc.co.uk.
  3. Clark, J. (2016, januar). HYDROLYSERENDE ESTERE. Gjenopprettet fra chemguide.co.uk.
  4. Foist, L. (S.F.). Eliminasjonsreaksjoner i organisk kjemi. Gjenopprettet fra study.com.
  5. Miller, W. A. ​​(1867). Elements of Chemistry: Theoretical and Practical, Part 1. New York: John Wiley and son.
  6. Atomfisjon. (S.F.). Gjenopprettet fra hyperfysikk.
  7. Pratt, D. (1997, november). Den uendelige delbarheten av saken. Gjenopprettet fra davidpratt.info.
  8. Soderberg, T. (2016, 31. mai). Eliminering ved E1 og E2 mekanismer. Gjenopprettet fra chem.libretext.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.