Концепции и примеры химической делимости



Мы можем определить делимость в химии как свойство вещества, которое позволяет разделить его на более мелкие части (Миллер, 1867). 

Чтобы понять концепцию, мы можем привести пример. Если мы возьмем кусок хлеба и нарежем его снова и снова пополам, сможем ли мы когда-нибудь добраться до фундаментального куска материи, который больше нельзя разделить? Этот вопрос присутствовал в умах ученых и философов на протяжении тысячелетий.

Происхождение и понятие химической делимости

Долгое время обсуждался вопрос о том, состоит ли материя из частиц (то, что мы теперь знаем как атомы), однако общая идея заключалась в том, что материя была континуумом, который можно разделить.

Эта обобщенная концепция сделала блестящих ученых, таких как Джеймс Клерк Максвелл (из уравнений Максвелла) и Людвинга Больцмана (из распределения Больцмана), жертвой насмешек, которые перетаскивали первых в безумие, а последних в самоубийство..

В пятом веке до нашей эры греческий философ Левкипп и его ученик Демокрит использовали слово «атомы» для обозначения наименьшего отдельного куска материи и предположили, что мир состоит только из атомов в движении.

Эта ранняя атомная теория отличалась от более поздних версий, поскольку она включала идею человеческой души, состоящей из более утонченного типа атома, распределенного по всему телу..

Атомная теория пришла в упадок в средние века, но возродилась в начале научной революции в семнадцатом веке.

Исаак Ньютон, например, считал, что материя состоит из «твердых, массивных, твердых, непроницаемых и подвижных частиц».

Делимость может быть задана разными методами, наиболее распространенным является деление физическими методами, например, измельчение яблока ножом..

Однако делимость также может быть получена химическими методами, в которых вещество будет разделено на молекулы или атомы..

10 примеров химической делимости

1- Растворить соль в воде

Когда соль растворяется, например, хлорид натрия в воде, возникает явление сольватации, когда разрушаются ионные связи соли:

NaCl → Na+ + Cl-

Растворяя в воде только одно зерно соли, оно разделяется на миллиарды ионов натрия и хлорида в растворе..

2- Окисление металлов в кислой среде

Все металлы, например магний или цинк, реагируют с кислотами, например разбавленной соляной кислотой, с образованием пузырьков водорода и бесцветного раствора хлорида металла..

Mg + HCl → Mg2+ +Cl- + H2

Кислота окисляет металл путем отделения металлических связей для получения ионов в растворе (BBC, 2014).

3- Гидролиз сложных эфиров

Гидролиз - это разрыв химической связи с помощью воды. Примером гидролиза является гидролиз сложных эфиров, когда они делятся на две молекулы, спирт и карбоновую кислоту (Clark, 2016).

4- Элиминационные реакции

Реакция элиминации делает именно то, что говорит: она удаляет атомы молекулы. Это сделано для создания углерод-углеродной двойной связи. Это может быть сделано с использованием основания или кислоты (Foist, S.F.).

Это может происходить на одном согласованном этапе (отрыв протона в Cα, происходящий одновременно с разрывом связи Cβ-X) или в два этапа (сначала происходит разрыв связи Cβ-X с образованием промежуточного карбокатиона), который затем «отключается» за счет выделения протона в альфа-углерод) (Содерберг, 2016).

5- Ферментативная реакция альдолазы

На препаративной фазе гликолиза молекула глюкозы разделяется на две молекулы глицеральдегид-3-фосфата (G3P) с использованием 2-АТФ.

Фермент, ответственный за этот разрез, представляет собой альдолазу, которая посредством обратной конденсации делит молекулу фруктозо-1,6-бисфосфата на молекулу G3P и молекулу дигидроксиацетонфосфата на две части, которые впоследствии изомеризуются с образованием другой молекулы G3P.

6- Разложение биомолекул

Не только гликолиз, но и вся деградация биомолекул в реакциях катаболизма являются примерами химической делимости.

Это связано с тем, что они начинают с больших молекул, таких как углеводы, жирные кислоты и белки, с образованием меньших молекул, таких как ацетил-КоА, который входит в цикл Кребса и производит энергию в форме АТФ..

7- реакции горения

Это еще один пример химической делимости, поскольку сложные молекулы, такие как пропан или бутан, реагируют с кислородом с образованием СО2 и вода:

С3H8 + 5О2 → 3CO2 + 4H2О

Можно сказать, что разложение биомолекул является реакцией горения, поскольку конечными продуктами являются СО2 и вода, однако они даются в несколько этапов с различными посредниками.

8- Центрифугирование крови

Разделение различных компонентов крови является примером делимости. Несмотря на то, что это физический процесс, я нахожу пример интересным, потому что центрифугированием компоненты разделяются по разнице плотности.

Более плотные компоненты, сыворотка с эритроцитами, останутся на дне центрифужной пробирки, а менее плотные, плазма, останутся наверху..

9-Бикарбонатный буфер

Бикарбонат натрия, HCO3- Это основной способ транспортировки СО2 в организме продукт метаболических реакций деградации.

Это соединение вступает в реакцию с протоном среды с образованием углекислоты, которая затем разделяется на CO2 и воду:

HCO3- + H+ D H2Колорадо3 D CO2 + H2О

Поскольку реакции обратимы, это способ, которым организм через дыхание контролирует физиологический pH, чтобы избежать процессов алкалоза или ацидоза..

10- Деление атома или деление ядра

В случае распада массивного ядра (такого как уран-235) (деления) это приведет к чистому выходу энергии.

Это связано с тем, что сумма масс фрагментов будет меньше массы ядра урана (Nuclear Fission, S.F.).

В случае, если масса фрагментов равна или больше, чем масса железа на пике кривой энергии связи, ядерные частицы будут более тесно связаны, чем в ядре урана, и что уменьшение массы происходит в форма энергии в соответствии с уравнением Эйнштейна.

Для элементов легче, чем железо, синтез будет производить энергию. Эта концепция привела к созданию атомной бомбы и ядерной энергии (AJ Software & Multimedia, 2015).

ссылки

  1. AJ Software & Multimedia. (2015). Ядерное деление: основы. Восстановлено с сайта atomicarchive.com.
  2. (2014). Реакции кислот. Получено с bbc.co.uk.
  3. Кларк Дж. (2016, январь). ГИДРОЛИЗИРУЮЩИЕ ЭФИРЫ. Получено с chemguide.co.uk.
  4. Foist, L. (S.F.). Элиминационные реакции в органической химии. Получено с study.com.
  5. Миллер В. А. (1867). Элементы химии: теоретическая и практическая, часть 1. Нью-Йорк: Джон Уайли и сын.
  6. Ядерное деление. (S.F.). Выздоровел от гиперфизики.
  7. Пратт Д. (1997, ноябрь). Бесконечная Делимость Материи. Восстановлено от davidpratt.info.
  8. Содерберг, Т. (2016, 31 мая). Устранение по механизмам E1 и E2. Получено из chem.libretext.