ХЕМИЈСКА ДЕЉИВОСТ: КОНЦЕПТИ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

Подељеност у хемији можемо дефинисати као својство материје која јој омогућава да се одвоји на мање делове. Да бисмо разумели концепт, можемо дати пример.

Ако узмемо крух и прережемо га на пола изнова, хоћемо ли икада доћи до темељног блока материје који се не може даље делити? Ово питање вешта је научницима и филозофима хиљадама година.

Порекло и концепт хемијске дељивости

Дуго се расправљало да ли је материја састављена од честица (што данас знамо као атоми), међутим, општа идеја је била да је материја континуум који се може поделити.

Овај општи концепт учинио је бриљантне научнике попут Јамеса Цлерка Маквелла (Маквелл-ове једначине) и Лудвинга Болтзмана (из дистрибуције Болтзмана) жртвом исмевања, што је прве довело до лудила, а друго до самоубиства.

У 5. веку пре нове ере, грчки филозоф Леуциппус и његов ученик Демокрит су користили реч атома да би означили најмањи појединачни део материје и предложили да се свет не састоји само од атома у покрету.

Та рана атомска теорија разликовала се од каснијих верзија по томе што је укључивала идеју о људској души састављеној од рафиниранијег типа атома распоређеног по телу.

Атомска теорија пала је у паду у средњем веку, али је оживљена на почетку научне револуције у 17. веку.

Исак Њутн, на пример, веровао је да се материја састоји од "чврстих, масивних, тврдих, непробојних и покретних честица".

Подељеност се може догодити различитим методама, а најчешћа је дељивост физичким методама, на пример сецкањем јабуке ножем.

Међутим, подељеност се може догодити и хемијским методама где би се материја одвојила на молекуле или атоме.

10 примера хемијске дељивости

1- Растворити со у води

Када се сола, на пример натријум хлорид, раствара у води, долази до појаве солвације где се ионске везе соли разбијају:

НаЦл → На ⁺ + Цл ^-

Растварајући само једно зрно соли у води, раздвојиће се у милијарде јона натријума и хлорида у раствору.

Слика 1: растварање соли у води.

2- Оксидација метала у киселој средини

Сви метали, на пример магнезијум или цинк, реагују са киселинама, на пример, разблажују хлороводоничну киселину дајући мехуриће водоника и безбојни раствор металног хлорида.

Мг + ХЦл → Мг ²⁺ + Цл ^- + Х ₂

Киселина оксидира метал, раздвајајући металне везе да би добили јоне у раствору (ББЦ, 2014).

3- Хидролиза естера

Хидролиза је пробијање хемијске везе кроз воду. Пример хидролизе је хидролиза естера где су подељени у два молекула, алкохол и карбоксилну киселину.

Слика 2: хидролиза метил ацетата.

4- Реакције елиминације

Реакција елиминације чини управо оно што каже: уклања атоме из молекула. Ово се ради да би се створила двострука веза угљеник-угљеник. То се може учинити помоћу базе или киселине.

Може се догодити у једном усклађеном кораку (апстракција протона у Ца се дешава истовремено са цепањем Цβ-Кс везе), или у два корака (цепање Цβ-Кс везе се прво формира као интермедијарна карбокализација, која се затим "искључује" апстракцијом протона у алфа-угљенику).

Слика 3: Реакције елиминације.

5- Ензимска реакција алдолазе

У припремној фази гликолизе, један молекул глукозе се дели на два молекула глицералдехида 3-фосфата (Г3П) користећи 2 АТП.

Ензим који је задужен за овај рез је алдолаза која се реверзном кондензацијом дели на два молекула фруктозе 1,6-бисфосфата у молекули Г3П и молекул дихидроксиацетон фосфата који се касније изомеризира да формира други молекул од Г3П.

Слика 4: Реакција алдолазе.

6- Деградација биомолекула

Не само гликолиза, већ сва деградација биомолекула у реакцијама катаболизма су примери хемијске поделе.

То је зато што полазе од великих молекула као што су угљени хидрати, масне киселине и протеини, да би се произвели мањи молекули, попут ацетил ЦоА који улази у Кребсов циклус да би произвео енергију у облику АТП-а.

7- Реакције изгарања

Ово је још један пример хемијске дељивости, јер сложени молекули, попут пропана или бутана, реагују са кисеоником да би се створио ЦО ₂ и вода:

Ц ₃ Х ₈ + 5О ₂ → 3ЦО ₂ + 4Х ₂ О

Деградација биомолекула може се рећи да је реакција сагоревања, јер су крајњи производи ЦО ₂ и вода, али они се дешавају у многим корацима са различитим посредницима.

8- Центрифугирање крви

Издвајање различитих компоненти крви је пример дељивости. Иако је физички процес, пример ми се чини занимљив јер се компоненте центрифугирањем раздвајају у густоћи разлике.

Најгушће компоненте, серум са црвеним крвним ћелијама, остаће на дну епрувете за центрифугу, док ће мање густе компоненте, плазма, остати на врху.

9 - пуфер бикарбоната

Натријум бикарбонат, ХЦО ₃ ^- је главни начин транспорта ЦО ₂ у телу као резултат реакција разградње метаболизма.

Ово једињење реагује са протоном у медијуму дајући угљеничну киселину која се затим дели на ЦО2 и воду:

ХЦО ₃ ^- + Х ⁺ ДХ ₂ ЦО ₃ Д ЦО ₂ + Х ₂ О

Пошто су реакције реверзибилне, ово организам мора путем дисања да контролише физиолошки пХ да би се избегли процеси алкалозе или ацидозе.

10 - Подела атома или нуклеарна фисија

У случају да се масивно језгро (као што је уранијум-235) разбије (фисије), то ће резултирати нето приносом енергије. То је зато што ће маса фрагмената бити мања од масе уранијумовог језгра.

У случају да је маса фрагмената једнака или већа од гвожђа на врхунцу кривуље везивања енергије, нуклеарне честице ће бити ближе него у уранијумском језгру и ово смањење масе се дешава у енергетски облик према Еинстеиновој једначини.

Слика 5: фисија урана 235.

За елементе лакше од гвожђа, фузија ће производити енергију. Овај концепт довео је до стварања атомске бомбе и нуклеарне енергије.

Референце

1. АЈ софтвер и мултимедија (2015). Нуклеарна фисија: основе. Опоравак од атомицарцхиве.цом.
2. (2014). Реакције киселина. Опоравак од ббц.цо.ук.
3. Цларк, Ј. (2016, јануар). ХИДРОЛИЗАЦИЈИ ЕСТЕРИ Опоравак од цхемгуиде.цо.ук.
4. Фоист, Л. (СФ). Реакције елиминације у органској хемији. Опоравак од студи.цом.
5. Миллер, ВА (1867). Елементи хемије: теоријска и практична, 1. део. Њујорк: Џон Вили и син.
6. Нуклеарна фисија. (СФ). Опоравак од хиперфизике.
7. Пратт, Д. (1997, новембар). Бесконачна дељивост материје. Опоравак од давидпратт.инфо.
8. Содерберг, Т. (2016, 31. маја). Елиминација механизмима Е1 и Е2. Опоравак из цхем.либретект.