Rezistența chimică: concepte și exemple

Putem defini divizibilitatea 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 o tăiem din nou pe jumătate, vom ajunge vreodată la un bloc fundamental de materie care nu mai poate fi divizat? Această întrebare a fost prezentă în mintea oamenilor de știință și filosofilor de mii de ani.

Originea și conceptul de divizibilitate chimică

De mult timp a fost dezbătut dacă materia a fost alcătuită din particule (ceea ce acum știm ca atomi), însă ideea generală era că materia era un continuum care putea fi împărțit.

Acest concept generalizat a făcut oamenii de știință străluciți precum James Clerk Maxwell (din ecuațiile lui Maxwell) și Ludwig Boltzman (din distribuția lui Boltzman) să devină victime ale nebuniei, iar acesta din urmă să se sinucidă.

În secolul al V-lea î.en, filosoful grec Leucippus și discipolul său, Democritus, au folosit cuvântul atomi pentru a desemna cea mai mică piesă individuală de materie și au propus ca lumea să fie formată numai din 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 fi dată prin metode diferite, cea mai obișnuită este divizibilitatea prin metode fizice, de exemplu tăierea unui măr 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- Se dizolva sarea în apă

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

NaCI → Na + + Cl-

Prin dizolvarea unui singur boabe de sare în apă, se va separa 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 de hidroliză este hidroliza esterilor în care acestea sunt împărțite 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, SF).

Se poate întâlni într-o singură etapă concertată (abstractizarea de protoni în Cα apărută în același timp cu scindarea legăturii Cβ-X) sau în două etape (scindarea legăturii Cβ-X are loc mai întâi pentru a forma o carbocația intermediară) care este apoi "oprit" prin abstractizarea protonului în alfa-carbon) (Soderberg, 2016).

5. Reacția enzimatică a aldolazei

În faza preparativă a glicolizei, o moleculă de glucoză este împărțită în două molecule de gliceraldehidă 3-fosfat (G3P) utilizând 2 ATP.

Enzima responsabilă pentru această incizie este aldolaza, care, printr-o condensare inversă, împarte molecula de 1, 6-bisfosfat de fructoză într-o moleculă de G3P și o moleculă de fosfat de dihidroxiacetonă în două care este izomerizată ulterior pentru a forma o altă moleculă de 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 pornesc de la molecule mari, cum ar fi carbohidrații, acizii grași și proteinele, pentru a produce molecule mai mici, cum ar fi acetil CoA, care intră în ciclul Krebs, pentru a produce energie sub formă de 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 CO ₂ și apă:

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

Degradarea biomoleculelor ar putea fi considerată o reacție de combustie, deoarece produsele finale sunt CO ₂ și apă, totuși acestea apar în mai multe etape cu diferiți intermediari.

8 - Centrifugare sanguină

Separarea diferitelor componente ale sângelui este un exemplu de divizibilitate. În ciuda faptului că sunt un proces fizic, mi se pare un exemplu 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

Bicarbonatul de sodiu, HCO3 - este principalul mod de transport al CO ₂ în produsul corporal al reacțiilor de degradare metabolică.

Acest compus reacționează cu un proton al mediului pentru a produce acidul carbonic care este apoi împărțit în CO2 și apă:

HCO3 - + H + DH2C03DCO2 + H20

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 - Divizarea atomului sau fisiunea nucleară

În cazul în care un nucleu masiv (cum ar fi uraniul-235) este rupt (fiziologia), acesta va avea ca rezultat un randament energetic net.

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

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 în masă 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).