Możemy zdefiniować podzielność w chemii jako właściwość materii, która pozwala na podzielenie jej na mniejsze części. Aby zrozumieć koncepcję, możemy podać przykład.
Jeśli weźmiemy bochenek chleba i raz po raz pokroimy go na pół, czy kiedykolwiek dotrzemy do fundamentalnego bloku materii, którego nie da się dalej podzielić? To pytanie nurtuje naukowców i filozofów od tysięcy lat.
Przez długi czas debatowano, czy materia składa się z cząstek (które dziś znamy jako atomy), jednak ogólna idea była taka, że materia jest kontinuum, które można podzielić.
Ta szeroko rozpowszechniona koncepcja sprawiła, że wybitni naukowcy, tacy jak James Clerk Maxwell (z równań Maxwella) i Ludwing Boltzman (z dystrybucji Boltzmana), stali się ofiarą drwin, które doprowadziły pierwszego do szaleństwa, a drugiego do samobójstwa..
W V wieku pne grecki filozof Leucippus i jego uczeń Demokryt użyli słowa atomy do określenia najmniejszego pojedynczego kawałka materii i zaproponowali, że świat składa się jedynie z poruszających się atomów..
Ta wczesna teoria atomowa różniła się od późniejszych wersji tym, że zawierała ideę ludzkiej duszy złożonej z bardziej wyrafinowanego typu atomu rozmieszczonego w całym ciele..
Teoria atomowa podupadła w średniowieczu, ale odżyła na początku rewolucji naukowej w XVII wieku..
Na przykład Izaak Newton uważał, że materia składa się z „stałych, masywnych, twardych, nieprzeniknionych i ruchomych cząstek”..
Podzielność może zachodzić różnymi metodami, najczęściej jest to podzielność metodami fizycznymi, na przykład siekanie jabłka nożem.
Jednak podzielność może również wystąpić metodami chemicznymi, w których materia byłaby podzielona na cząsteczki lub atomy.
Kiedy sól, na przykład chlorek sodu, jest rozpuszczana w wodzie, zachodzi zjawisko solwatacji, w którym wiązania jonowe soli ulegają zerwaniu:
NaCl → Na+ + Cl-
Rozpuszczając tylko ziarnko soli w wodzie, rozdzieli się na miliardy jonów sodu i chlorków w roztworze..
Wszystkie metale, na przykład magnez lub cynk, reagują z kwasami, na przykład rozcieńczonym kwasem solnym, tworząc pęcherzyki wodoru i bezbarwny roztwór chlorku metalu.
Mg + HCl → Mgdwa+ +Cl- + H.dwa
Kwas utlenia metal, oddzielając wiązania metaliczne w celu uzyskania jonów w roztworze (BBC, 2014).
Hydroliza to zerwanie wiązania chemicznego przez wodę. Przykładem hydrolizy jest hydroliza estrów, w której są one podzielone na dwie cząsteczki, alkohol i kwas karboksylowy..
Reakcja eliminacji robi dokładnie to, co mówi: usuwa atomy z cząsteczki. Ma to na celu utworzenie podwójnego wiązania węgiel-węgiel. Można to zrobić za pomocą zasady lub kwasu.
Może to nastąpić w jednym wspólnym etapie (oderwanie protonu w Cα zachodzi w tym samym czasie, co rozszczepienie wiązania Cβ-X) lub w dwóch etapach (rozszczepienie wiązania Cβ-X następuje najpierw w celu utworzenia związku pośredniego karbokation, który następnie „wyłącza się” przez oderwanie protonu w węglu alfa).
W fazie przygotowawczej glikolizy jedna cząsteczka glukozy jest rozszczepiana na dwie cząsteczki gliceraldehydo-3-fosforanu (G3P) przy użyciu 2 ATP.
Enzymem odpowiedzialnym za to nacięcie jest aldolaza, która poprzez odwrotną kondensację dzieli na dwie cząsteczki fruktozy 1,6-bisfosforanu w cząsteczce G3P i cząsteczkę fosforanu dihydroksyacetonu, która później jest izomeryzowana, tworząc inną cząsteczkę G3P.
Nie tylko glikoliza, ale cała degradacja biocząsteczek w reakcjach katabolizmu to przykłady podzielności chemicznej.
Dzieje się tak, ponieważ zaczynają od dużych cząsteczek, takich jak węglowodany, kwasy tłuszczowe i białka, do produkcji mniejszych cząsteczek, takich jak acetylo-CoA, które wchodzą do cyklu Krebsa, aby wytworzyć energię w postaci ATP.
Jest to kolejny przykład podzielności chemicznej, ponieważ złożone cząsteczki, takie jak propan lub butan, reagują z tlenem, tworząc CO.dwa i woda:
do3H.8 + 5Odwa → 3COdwa + 4HdwaLUB
Można powiedzieć, że degradacja biomolekuł jest reakcją spalania, ponieważ produktem końcowym jest COdwa i woda, jednak są one podawane w wielu etapach z różnymi pośrednikami.
Przykładem podzielności jest rozdzielenie różnych składników krwi. Pomimo tego, że jest to proces fizyczny, przykład wydaje mi się interesujący, ponieważ składniki są oddzielane przez różnicę gęstości przez wirowanie.
Najgęstsze składniki, surowica z czerwonymi krwinkami, pozostaną na dnie probówki wirówkowej, podczas gdy mniej gęste składniki, osocze, pozostaną na górze..
Wodorowęglan sodu, HCO3- Jest to główny sposób transportu COdwa w organizmie produkt reakcji metabolicznej degradacji.
Związek ten reaguje z protonem w ośrodku, tworząc kwas węglowy, który następnie dzieli się na CO2 i wodę:
HCO3- + H.+ D HdwaWSPÓŁ3 D COdwa + H.dwaLUB
Ponieważ reakcje są odwracalne, jest to sposób, w jaki organizm kontroluje fizjologiczne pH poprzez oddychanie, aby uniknąć procesów zasadowicy lub kwasicy..
W przypadku rozpadu masywnego jądra (takiego jak uran-235) (rozszczepienia), da to uzysk energii netto. Dzieje się tak, ponieważ suma mas fragmentów będzie mniejsza niż masa rdzenia uranowego..
W przypadku, gdy masa fragmentów jest równa lub większa niż masa żelaza w szczycie krzywej energii wiązania, cząstki jądrowe będą ściślej związane niż w jądrze uranu i ten spadek masy zachodzi w postaci energii zgodnie z do równania Einsteina.
W przypadku pierwiastków lżejszych od żelaza fuzja wytworzy energię. Ta koncepcja doprowadziła do powstania bomby atomowej i energii jądrowej..
Jeszcze bez komentarzy