Conceptele și exemplele privind separabilitatea chimică

Putem defini divizibilitate în chimie ca o proprietate a materiei care îi permite să fie împărțită în porțiuni mai mici (Miller, 1867).

Pentru a înțelege conceptul putem da un exemplu. Dacă luăm o bucată de pâine și se taie în jumătate din nou și din nou, ai ajunge vreodată un element fundamental al materiei, care nu mai pot diviza? Această întrebare a fost prezentă în mintea oamenilor de știință și filosofilor de mii de ani.

Originea și conceptul de divizibilitate chimică

Pentru cel mai lung timp dezbătut dacă materialul a fost compus din particule (care acum stiu ca atomi), cu toate acestea, ideea generală era că subiectul a fost un continuum ar putea fi divizată.

Acest concept generalizate a devenit o victimă a strălucitori oameni de știință bătaie de joc, cum ar fi James Clerk Maxwell (ecuațiile lui Maxwell) și Ludwig Boltzmann (distribuție Boltzmann) târât primul lucru la nebunie, iar al doilea la sinucidere.

În secolul V î.Hr., filozoful grec Leucip și elev Democrit atomi de cuvântul său folosit pentru a desemna cea mai mică bucată individuală a materiei și a propus ca lumea nu constă din mai mult de atomi în mișcare.

Această teorie atomică timpurie a fost diferită de versiunile ulterioare, deoarece a inclus ideea unui suflet uman compus dintr-un tip mai rafinat de atom distribuit în tot corpul.

Teoria atomică a căzut în declin în Evul Mediu, dar a revenit la începutul revoluției științifice din secolul al șaptesprezecelea.

Isaac Newton, de exemplu, credea că materia a constat din "particule solide, masive, dure, impenetrabile și mobile".

Divizibilitatea poate avea loc prin diferite metode, cele mai frecvente este divizibilitatea prin metode fizice, de exemplu, un mar tocat cu un cuțit.

Cu toate acestea, divizibilitatea poate apărea și prin metode chimice în care materia ar fi separată în molecule sau atomi.

10 exemple de divizibilitate chimică

1 - Soluția se dizolvă în apă

Atunci când o sare este dizolvată, de exemplu clorură de sodiu în apă, apare un fenomen de solvație în care legăturile ionice din sare se descompun:

NaCI → Na⁺ + Cl^-

Prin dizolvarea unui singur boabe de sare în apă, acesta va fi separat în miliarde de ioni de sodiu și cloruri în soluție.

2- Oxidarea metalelor in mediu acid

Toate metalele, de exemplu, magneziu sau zinc, reacționează cu acizi, de exemplu acid clorhidric diluat pentru a da bule de hidrogen și o soluție incoloră de clorură metalică.

Mg + HCI → Mg²⁺ + Cl^- + H₂

Acidul oxidizează metalul prin separarea legăturilor metalice pentru a obține ioni în soluție (BBC, 2014).

3- Hidroliza esterilor

Hidroliza este ruperea unei legături chimice prin intermediul apei. Un exemplu este hidroliza hidroliza esterului în cazul în care acestea sunt divizate în două molecule, un alcool și un acid carboxilic (Clark, 2016).

4- Reacții de eliminare

O reacție de eliminare face exact ceea ce spune: elimină atomi dintr-o moleculă. Acest lucru se face pentru a crea o dublă legătură carbon-carbon. Acest lucru se poate face folosind o bază sau un acid (Foist, S.F.).

Poate avea loc într-o singură etapă concertată (abstracție protonului la C.alpha are loc în timp ce clivaj-X legătură Cp), sau în două etape (scindarea legăturii X-Cp are loc mai întâi pentru a forma un carbocationului intermediar, care este apoi "oprit" prin abstractizarea protonului în alfa-carbon) (Soderberg, 2016).

5. Reacția enzimatică a aldolazei

În etapa de pregătire a glicolizei, o moleculă de glucoză este împărțit în două molecule de gliceraldehid 3-fosfat (G3P) folosind 2 ATP.

Enzima responsabilă pentru această incizie este aldolaza, care printr-o condensare inversa bisects molecula de fructoză 1,6-bifosfat într-o moleculă și o moleculă de fosfat G3P dihidroxiacetonă care este ulterior izomerizată pentru a forma o altă moleculă G3P.

6- Degradarea biomoleculelor

Nu numai glicoliza, ci și orice degradare a biomoleculelor în reacțiile de catabolism sunt exemple de divizibilitate chimică.

Acest lucru se datorează faptului că ele se bazează pe molecule mari, cum ar fi carbohidrați, acizi grași și proteine ​​pentru a produce mai mici ca acetil CoA care intra in ciclul acidului citric pentru a produce energie în formă de molecule ATP.

- reacții de combustie;

Acesta este un alt exemplu de divizibilitate chimică, deoarece molecule complexe cum ar fi propanul sau butanul reacționează cu oxigenul pentru a produce CO₂ și apă:

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Degradarea biomoleculelor ar putea fi considerată o reacție de combustie, deoarece produsele finale sunt CO₂ și apă, cu toate acestea acestea se întâmplă în mai multe etape cu diferiți intermediari.

8 - Centrifugare sanguină

Separarea diferitelor componente ale sângelui este un exemplu de divizibilitate.În ciuda faptului că este un proces fizic, găsesc exemplul interesant deoarece, prin centrifugare, componentele sunt separate de diferența de densitate.

Componentele mai dens, serul cu celule roșii din sânge, vor rămâne în partea inferioară a tubului de centrifugare, în timp ce cele mai puțin dense, plasma, vor rămâne în partea de sus.

9 - Tampon bicarbonat

Bicarbonat de sodiu, HCO₃^- Acesta este principalul mod de transport al CO₂ în produsul organismului de reacții de degradare metabolică.

Acest compus reacționează cu un proton din mediu pentru a produce acidul carbonic, care este apoi divizat în CO2 și apă:

HCO₃^- + H⁺ D H₂CO₃ D CO₂ + H₂O

Deoarece reacțiile sunt reversibile, aceasta este o cale pentru organism, prin respirație, de a controla pH-ul fiziologic pentru a evita procesele de alcaloză sau acidoză.

10 - Diviziunea atomului sau fisiune nucleară

În cazul în care un nucleu masiv (cum ar fi uraniul-235) este rupt (fiziologii), acesta va duce la un randament energetic net.

Acest lucru se datorează faptului că suma masei fragmentelor va fi mai mică decât masa nucleului de uraniu (fisiune nucleară, S.F.).

În cazul în care masa fragmentelor este egală sau mai mare decât cea a fierului la vârful curbei energiei de legare, particulele nucleare vor fi legate mai strâns decât în ​​nucleul de uraniu și că scăderea maselor are loc în forma energetică conform ecuației lui Einstein.

Pentru elementele mai ușoare decât fierul, fuziunea va produce energie. Acest concept a dus la crearea bombei atomice și a energiei nucleare (AJ Software & Multimedia, 2015).

referințe

1. AJ Software & Multimedia. (2015). Fisiunea nucleară: Noțiuni de bază. Recuperat de la atomicarchive.com.
2. (2014). Reacțiile acizilor. Adus de la bbc.co.uk
3. Clark, J. (2016, ianuarie). ESTERS DE HIDROLIZARE. Adus de la chemguide.co.uk
4. Foist, L. (S.F.). Eliminarea reacțiilor în chimia organică. Recuperat de la study.com.
5. Miller, W. A. ​​(1867). Elemente de chimie: teoretice și practice, partea 1. New York: John Wiley și fiul.
6. Fisiunea nucleară. (S.F.). Recuperat din hiperfizică.
7. Pratt, D. (1997, noiembrie). Divizibilitatea Infinită a Materiei. Adus de la davidpratt.info.
8. Soderberg, T. (2016, 31 mai). Eliminarea prin mecanismele E1 și E2. Adus de la chem.libretext.