- Ķīmiskās dalāmības izcelsme un jēdziens
- 10 ķīmiskās dalīšanas piemēri
- 1- Izšķīdiniet sāli ūdenī
- 2- Metālu oksidēšana skābā vidē
- 3- Esteru hidrolīze
- 4- eliminācijas reakcijas
- 5- Aldolāzes enzimātiska reakcija
- 6- Biomolekulu noārdīšanās
- 7- Sadegšanas reakcijas
- 8- Asins centrifugēšana
- 9- Bikarbonāta buferšķīdums
- 10- Atoma dalīšana vai kodolskaldīšana
- Atsauces
Mēs varam definēt dalāmību ķīmijā kā matērijas īpašību, kas ļauj to sadalīt mazākās porcijās. Lai saprastu jēdzienu, mēs varam sniegt piemēru.
Ja mēs paņemam maizes klaipu un atkal un atkal to sagriežam pa pusēm, vai mēs kādreiz nonāksim pie pamatjautājuma, kuru nevar sadalīt tālāk? Šis jautājums ir bijis zinātnieku un filozofu prātos tūkstošiem gadu.
Ķīmiskās dalāmības izcelsme un jēdziens
Ilgu laiku tika diskutēts par to, vai matēriju veido daļiņas (ko mēs šodien pazīstam kā atomus), tomēr vispārējā ideja bija, ka matērija ir nepārtrauktība, kuru var sadalīt.
Šī vispārējā koncepcija tādus izcilus zinātniekus kā Džeimss Klerks Maksvels (no Maksvela vienādojumiem) un Ludvings Boltzmans (no Boltzmana izplatības) padarīja par izsmiekla upuri, kurš pirmo pamudināja uz neprātu, bet otrs - uz pašnāvību.
5. gadsimtā pirms mūsu ēras grieķu filozofs Leikipps un viņa māceklis Demokrituss izmantoja vārdu atomi, lai apzīmētu mazāko atsevišķo matērijas daļu, un ierosināja, ka pasaule sastāv tikai no kustīgiem atomiem.
Šī agrīnā atomu teorija atšķīrās no jaunākajām versijām ar to, ka tā ietvēra ideju par cilvēka dvēseli, kas sastāv no izsmalcinātāka veida atoma, kas izplatīts visā ķermenī.
Atomu teorija kritās viduslaikos, bet tika atdzīvināta Zinātniskās revolūcijas sākumā 17. gadsimtā.
Piemēram, Īzaks Ņūtons uzskatīja, ka matērija sastāv no "cietām, masīvām, cietām, necaurlaidīgām un mobilām daļiņām".
Sadalāmība var notikt ar dažādām metodēm, visizplatītākā ir dalāmība ar fizikālām metodēm, piemēram, ābola sasmalcināšana ar nazi.
Tomēr dalāmība var notikt arī ar ķīmiskām metodēm, kurās viela tiek sadalīta molekulās vai atomos.
10 ķīmiskās dalīšanas piemēri
1- Izšķīdiniet sāli ūdenī
Kad sāli, piemēram, nātrija hlorīdu, izšķīdina ūdenī, rodas solvācijas parādība, kad sāls jonu saites tiek sabojātas:
NaCl → Na + + Cl -
Izšķīdinot ūdenī tikai vienu sāls graudu, tas izšķīdīs miljardos nātrija un hlorīda jonu šķīdumā.
1. attēls: sāls izšķīšana ūdenī.
2- Metālu oksidēšana skābā vidē
Visi metāli, piemēram, magnijs vai cinks, reaģē ar skābēm, piemēram, atšķaidītu sālsskābi, lai iegūtu ūdeņraža burbuļus un bezkrāsainu metāla hlorīda šķīdumu.
Mg + HCl → Mg 2+ + Cl - + H 2
Skābe oksidē metālu, atdalot metāliskās saites, lai jonos iegūtu šķīdumā (BBC, 2014).
3- Esteru hidrolīze
Hidrolīze ir ķīmiskās saites pārrāvums caur ūdeni. Hidrolīzes piemērs ir esteru hidrolīze, ja tos sadala divās molekulās - spirtā un karbonskābē.
2. attēls: metilacetāta hidrolīze.
4- eliminācijas reakcijas
Eliminēšanas reakcija izdara tieši to, ko saka: tā noņem atomus no molekulas. Tas tiek darīts, lai izveidotu oglekļa-oglekļa dubultā saiti. To var izdarīt, izmantojot bāzi vai skābi.
Tas var notikt vienā saskaņotā solī (protona abstrakcija Cα notiek vienlaikus ar Cβ-X saites šķelšanos) vai divos posmos (Cβ-X saites šķelšanās notiek vispirms, veidojot starpposma karbokāciju, kuru pēc tam "izslēdz" ar abstrahēšanu protonu alfa-oglekļa).
3. attēls: eliminācijas reakcijas.
5- Aldolāzes enzimātiska reakcija
Glikolīzes sagatavošanās posmā vienu glikozes molekulu sadala divās glicerraldehīda 3-fosfāta (G3P) molekulās, izmantojot 2 ATP.
Ferments, kas atbild par šo griezumu, ir aldolāze, kas, veicot reverso kondensāciju, G3P molekulā sadala divās fruktozes 1,6-bifosfāta molekulās un dihidroksiacetona fosfāta molekulā, kas vēlāk izomerizējas, veidojot citu G3P.
4. attēls: Aldolase reakcija.
6- Biomolekulu noārdīšanās
Ne tikai glikolīze, bet arī visa biomolekulu noārdīšanās katabolisma reakcijās ir ķīmiskās dalāmības piemēri.
Tas notiek tāpēc, ka tie sākas no lielām molekulām, piemēram, ogļhidrātiem, taukskābēm un olbaltumvielām, lai iegūtu mazākas molekulas, piemēram, acetil-CoA, kas nonāk Krebsa ciklā, lai iegūtu enerģiju ATP formā.
7- Sadegšanas reakcijas
Šis ir vēl viens ķīmiskās dalīšanas piemērs, jo sarežģītas molekulas, piemēram, propāns vai butāns, reaģē ar skābekli, veidojot CO 2 un ūdeni:
C 3 H 8 + 5 O 2 → 3CO 2 + 4H 2 O
Var teikt, ka biomolekulu noārdīšanās ir sadegšanas reakcija, jo galaprodukti ir CO 2 un ūdens, tomēr tie notiek daudzos posmos ar dažādiem starpniekiem.
8- Asins centrifugēšana
Asins dažādo komponentu atdalīšana ir dalāmības piemērs. Neskatoties uz to, ka tas ir fizisks process, man tas šķiet interesants, jo komponentus centrifugējot atdala blīvuma atšķirības.
Blīvākie komponenti - serums ar sarkano asins šūnu - paliks centrifūgas mēģenes apakšā, savukārt mazāk blīvie komponenti - plazma - paliks augšpusē.
9- Bikarbonāta buferšķīdums
Nātrija bikarbonāts, HCO 3 - ir galvenais CO 2 transportēšanas veids organismā metabolisma noārdīšanās reakciju rezultātā.
Šis savienojums vidē reaģē ar protonu, iegūstot ogļskābi, kas pēc tam tiek sadalīta CO2 un ūdenī:
HCO 3 - + H + DH 2 CO 3 D CO 2 + H 2 O
Tā kā reakcijas ir atgriezeniskas, tas ir veids, kā organismam, veicot elpošanu, ir jākontrolē fizioloģiskais pH, lai izvairītos no alkalozes vai acidozes procesiem.
10- Atoma dalīšana vai kodolskaldīšana
Gadījumā, ja masīvs kodols (piemēram, urāns-235) sabojājas (skaldās), tas rada tīro enerģijas ieguvi. Tas notiek tāpēc, ka fragmentu masu summa būs mazāka par urāna serdes masu.
Gadījumā, ja fragmentu masa ir vienāda vai lielāka par dzelzs masu saistošās enerģijas līknes virsotnē, kodola daļiņas tiks sasaistītas ciešāk nekā urāna kodolā, un šī masas samazināšanās notiek enerģijas forma pēc Einšteina vienādojuma.
5. attēls: urāna 235 skaldīšana.
Elementiem, kas ir vieglāki par dzelzi, saplūšana ražos enerģiju. Šī koncepcija noveda pie atombumbas un atomenerģijas radīšanas.
Atsauces
- AJ programmatūra un multivide. (2015). Kodolskaldīšana: pamati. Atgūts no atomicarchive.com.
- (2014). Skābju reakcijas. Atgūts no bbc.co.uk.
- Clark, J. (2016, janvāris). HIDROLIZĒJOŠIE ESTERI. Atgūts no chemguide.co.uk.
- Foist, L. (SF). Eliminācijas reakcijas organiskajā ķīmijā. Atgūts no study.com.
- Millers, WA (1867). Ķīmijas pamati: teorētiskā un praktiskā, 1. daļa. Ņujorka: Džons Vilijs un dēls.
- Kodolskaldīšana. (SF). Atgūts no hiperfizikas.
- Pratt, D. (1997, novembris). Jautājuma bezgalīgā dalāmība. Atgūts no vietnes davidpratt.info.
- Soderbergs, T. (2016, 31. maijs). Likvidēšana ar E1 un E2 mehānismu palīdzību. Atgūts no chem.libretext.