Chemische Teilbarkeitskonzepte und Beispiele

Wir können das definieren Teilbarkeit in der Chemie als eine Eigenschaft der Materie, die es erlaubt, sie in kleinere Teile zu trennen (Miller, 1867).

Um das Konzept zu verstehen, können wir ein Beispiel geben. Wenn wir einen Laib Brot nehmen und ihn immer wieder halbieren, werden wir jemals zu einem grundlegenden Block von Materie gelangen, der nicht mehr geteilt werden kann? Diese Frage ist seit Tausenden von Jahren in den Köpfen von Wissenschaftlern und Philosophen präsent.

Ursprung und Konzept der chemischen Teilbarkeit

Lange wurde darüber diskutiert, ob Materie aus Teilchen besteht (was wir heute als Atome kennen), aber die allgemeine Idee war, dass Materie ein Kontinuum sei, das geteilt werden könnte.

Dieses verallgemeinerte Konzept wurde ein Opfer von Spott brillanter Wissenschaftler wie James Clerk Maxwell (Maxwell-Gleichungen) und Ludwig Boltzmann (Boltzmann-Verteilung) das erste, was in den Wahnsinn und die zweite in den Selbstmord gezogen.

Im V Jahrhundert vor Christus, der griechische Philosophen Leukippos und sein Schüler Wort Demokrit Atom verwendet, um das kleinste einzelne Stück Materie zu bezeichnen, und schlugen vor, dass die Welt nicht mehr nicht bestehen als Atom zu bewegen.

Diese frühe Atomtheorie unterschied sich von späteren Versionen, da sie die Idee einer menschlichen Seele beinhaltete, die aus einer verfeinerten Art von Atom besteht, die im ganzen Körper verteilt ist.

Die Atomtheorie nahm im Mittelalter ab, wurde aber zu Beginn der wissenschaftlichen Revolution im 17. Jahrhundert wiederbelebt.

Isaac Newton zum Beispiel glaubte, dass Materie aus "festen, massiven, harten, undurchdringlichen und beweglichen Partikeln" bestand.

Die Teilbarkeit kann durch verschiedene Methoden gegeben werden, am häufigsten ist die Teilbarkeit durch physikalische Methoden, z. B. Hacken eines Apfels mit einem Messer.

Die Teilbarkeit kann jedoch auch durch chemische Methoden erfolgen, bei denen die Materie in Moleküle oder Atome zerlegt wird.

10 Beispiele für die chemische Teilbarkeit

1- Lösen Sie Salz in Wasser auf

Wenn ein Salz gelöst wird, zum Beispiel Natriumchlorid in Wasser, tritt ein Solvationsphänomen auf, bei dem die Ionenbindungen in dem Salz aufbrechen:

NaCl → Na⁺ + Cl^-

Durch Auflösen von nur einem Körnchen Salz in Wasser wird es in Milliarden von Natrium- und Chloridionen in Lösung getrennt.

2- Oxidation von Metallen in saurem Medium

Alle Metalle, beispielsweise Magnesium oder Zink, reagieren mit Säuren, beispielsweise verdünnter Salzsäure, zu Wasserstoffblasen und einer farblosen Lösung des Metallchlorids.

Mg + HCl → Mg²⁺ + Cl^- + H₂

Die Säure oxidiert das Metall durch Trennen der Metallbindungen, um Ionen in Lösung zu erhalten (BBC, 2014).

3-Hydrolyse von Estern

Hydrolyse ist das Aufbrechen einer chemischen Bindung mittels Wasser. Ein Beispiel für eine Hydrolyse ist die Hydrolyse von Estern, bei denen diese in zwei Moleküle, einen Alkohol und eine Carbonsäure, gespalten werden (Clark, 2016).

4- Eliminierungsreaktionen

Eine Eliminierungsreaktion macht genau das, was sie sagt: Sie entfernt Atome aus einem Molekül. Dies geschieht, um eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung zu erzeugen. Dies kann unter Verwendung einer Base oder einer Säure (Foist, S.F.) erfolgen.

Es kann in einem konzertierten Schritt auftreten (Abstraktion des Protons am C & agr auftritt, während Spaltung C & bgr; X-Bindung), oder in zwei Schritten (Spaltung der C & bgr; X-Bindung erfolgt zunächst eine Zwischencarbokation zu bilden, was dann durch die Abstraktion des Protons im Alpha-Kohlenstoff "ausgeschaltet" wird (Soderberg, 2016).

5- Enzymatische Reaktion von Aldolase

In der präparativen Phase der Glykolyse wird ein Glukosemolekül unter Verwendung von 2 ATP in zwei Moleküle Glyceraldehyd-3-Phosphat (G3P) aufgeteilt.

Das Enzym, das für diesen Einschnitt wird Aldolase, die durch eine umgekehrte Kondensations das Molekül von Fructose-1,6-bisphosphat in einem Molekül und einem Molekül von G3P Dihydroxyacetonphosphat halbiert die anschließend isomerisiert wird ein anderes Molekül zu bilden, G3P

6- Abbau von Biomolekülen

Nicht nur die Glykolyse, sondern der gesamte Abbau von Biomolekülen in Katabolismusreaktionen sind Beispiele für die chemische Teilbarkeit.

Dies liegt daran, dass sie auf große Moleküle, wie Kohlenhydrate basieren, Fettsäuren und Proteine ​​kleiner herzustellen als Acetyl-CoA, die den Citratzyklus tritt Energie in Form von ATP-Moleküle zu produzieren.

7 - Verbrennungsreaktionen

Dies ist ein weiteres Beispiel für die chemische Teilbarkeit, da komplexe Moleküle wie Propan oder Butan mit Sauerstoff unter Bildung von CO reagieren₂ und Wasser:

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Der Abbau von Biomolekülen könnte als eine Verbrennungsreaktion bezeichnet werden, da die Endprodukte CO sind₂ und Wasser, jedoch treten diese in vielen Schritten mit verschiedenen Vermittlern auf.

8 - Blutzentrifugation

Die Trennung der verschiedenen Bestandteile des Blutes ist ein Beispiel für Teilbarkeit.Obwohl es ein physikalischer Prozess ist, finde ich das Beispiel interessant, weil durch Zentrifugation die Komponenten durch Dichteunterschied getrennt sind.

Die dichteren Komponenten, das Serum mit den roten Blutkörperchen, verbleiben am Boden des Zentrifugenröhrchens, während die weniger dichten, das Plasma, oben bleiben.

9- Bicarbonatpuffer

Natriumbicarbonat, HCO₃^- Es ist der Hauptweg für den Transport von CO₂ im Organismus Produkt von metabolischen Abbaureaktionen.

Diese Verbindung reagiert mit einem Proton des Mediums unter Bildung von Kohlensäure, die dann in CO2 und Wasser geteilt wird:

HCO₃^- + H⁺ D H₂CO₃ D CO₂ + H₂O

Da die Reaktionen reversibel sind, ist dies ein Weg für den Organismus, durch Atmung den physiologischen pH-Wert zu kontrollieren, um Prozesse von Alkalose oder Azidose zu vermeiden.

10. Teilung des Atoms oder Kernspaltung

Für den Fall, dass ein massiver Kern (wie Uran-235) gebrochen wird (Spaltungen), wird dies zu einem Nettoenergieertrag führen.

Dies liegt daran, dass die Summe der Massen der Fragmente geringer ist als die Masse des Urankerns (Kernspaltung, S.F.).

Für den Fall, dass die Masse der Fragmente am Peak der Bindungsenergiekurve gleich oder größer als die des Eisens ist, werden die Kernteilchen fester gebunden als im Urankern und diese Massenabnahme erfolgt in die Energieform nach der Einstein-Gleichung.

Für Elemente, die leichter als Eisen sind, wird Fusion Energie erzeugen. Dieses Konzept führte zur Schaffung der Atombombe und der Kernenergie (AJ Software & Multimedia, 2015).

Referenzen

1. AJ Software & Multimedia. (2015). Kernspaltung: Grundlagen. Von atomicarchive.com wiederhergestellt.
2. (2014). Reaktionen von Säuren. Von bbc.co.uk abgerufen
3. Clark, J. (2016, Januar). HYDROLYSING ESTERS. Von chemguide.de abgerufen
4. Foist, L. (S. F.). Eliminierungsreaktionen in der organischen Chemie. Von study.com abgerufen.
5. Miller, W. A. ​​(1867). Elemente der Chemie: Theoretisch und praktisch, Teil 1. New York: John Wiley und Sohn.
6. Kernspaltung. (S.F.) Aus Hyperphysik gewonnen.
7. Pratt, D. (1997, November). Die unendliche Teilbarkeit der Materie. Von davidpratt.de abgerufen.
8. Soderberg, T. (2016, 31. Mai). Eliminierung durch die E1- und E2-Mechanismen. Von chem.libretext abgerufen.