KJEMISK DELBARHET: BEGREPER OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

Vi kan definere delbarhet i kjemi som en egenskap av materie som gjør at den kan skilles opp i mindre deler. For å forstå konseptet kan vi gi et eksempel.

Hvis vi tar en brød og skjærer det i to om igjen og om igjen, vil vi noen gang komme til en grunnleggende materiellblokk som ikke kan deles videre? Dette spørsmålet har vært i hodet på forskere og filosofer i tusenvis av år.

Opprinnelse og konsept for kjemisk delbarhet

I lang tid ble det diskutert om materie var sammensatt av partikler (det vi i dag kjenner som atomer), men den generelle ideen var at saken var et kontinuum som kunne deles.

Dette generelle konseptet gjorde strålende forskere som James Clerk Maxwell (av Maxwells ligninger) og Ludwing Boltzman (av Boltzman-distribusjon) til offer for latterliggjøring, som drev førstnevnte til galskap og sistnevnte til selvmord.

På det 5. århundre f.Kr. brukte den greske filosofen Leucippus og hans disippel Democritus ordet atomer for å betegne det minste individuelle stykke materie og foreslo at verden består av ikke annet enn atomer i bevegelse.

Denne tidlige atomteorien skilte seg fra senere versjoner ved at den inkluderte ideen om en menneskesjel sammensatt av en mer raffinert type atom fordelt over hele kroppen.

Atomteorien falt i tilbakegang i middelalderen, men ble gjenopplivet i begynnelsen av den vitenskapelige revolusjonen på 1600-tallet.

Isaac Newton, for eksempel, mente at materie besto av "faste, massive, harde, ugjennomtrengelige og mobile partikler."

Delbarheten kan skje ved forskjellige metoder, det vanligste er delbarheten ved fysiske metoder, for eksempel å hakke et eple med en kniv.

Delbarhet kan imidlertid også skje ved kjemiske metoder der materie vil bli separert i molekyler eller atomer.

10 eksempler på kjemisk delbarhet

1- Løs opp salt i vann

Når et salt, for eksempel natriumklorid, er oppløst i vann, oppstår et solvasjonsfenomen der saltets ioniske bindinger brytes:

NaCl → Na ⁺ + Cl ^-

Ved å løse opp bare ett korn salt i vann, vil det skille seg i milliarder av natrium- og kloridioner i oppløsning.

Figur 1: oppløsning av et salt i vann.

2- Oksidasjon av metaller i et surt medium

Alle metaller, for eksempel magnesium eller sink, reagerer med syrer, for eksempel fortynnet saltsyre for å gi hydrogenbobler og en fargeløs løsning av metallkloridet.

Mg + HCl → Mg ²⁺ + Cl ^- + H ₂

Syren oksiderer metallet, og separerer de metalliske bindingene for å få ioner i oppløsning (BBC, 2014).

3 - Hydrolyse av estere

Hydrolyse er brudd på en kjemisk binding gjennom vann. Et eksempel på hydrolyse er hydrolyse av estere hvor disse er delt inn i to molekyler, en alkohol og en karboksylsyre.

Figur 2: hydrolyse av metylacetat.

4 - eliminasjonsreaksjoner

En eliminasjonsreaksjon gjør nøyaktig hva den sier: den fjerner atomer fra et molekyl. Dette gjøres for å lage en karbon-karbon dobbeltbinding. Dette kan gjøres ved bruk av en base eller en syre.

Det kan forekomme i et enkelt samordnet trinn (abstraksjonen av protonet i Cα som forekommer samtidig med spaltningen av Cβ-X-bindingen), eller i to trinn (spaltning av Cβ-X-bindingen skjer først for å danne en mellomliggende karbokasjon, som deretter "slås av" ved abstraksjon av protonet i alfa-karbon).

Figur 3: eliminasjonsreaksjoner.

5 - Enzymatisk reaksjon av aldolase

I den forberedende fasen av glykolyse deles ett glukosemolekyl opp i to glyceraldehyd 3-fosfat (G3P) molekyler ved bruk av 2 ATP.

Enzymet som har ansvaret for dette snittet er aldolase, som gjennom omvendt kondensasjon deler i to fruktose-1,6-bisfosfatmolekylet i et G3P-molekyl og et dihydroksyacetonfosfatmolekyl som senere isomeriseres for å danne et annet molekyl av g3p.

Figur 4: Aldolase-reaksjon.

6- Nedbrytning av biomolekyler

Ikke bare glykolyse, men all nedbrytning av biomolekyler i katabolismereaksjoner er eksempler på kjemisk delbarhet.

Dette fordi de starter fra store molekyler som karbohydrater, fettsyrer og proteiner for å produsere mindre molekyler som acetyl CoA som kommer inn i Krebs syklus for å produsere energi i form av ATP.

7- Forbrenningsreaksjoner

Dette er et annet eksempel på kjemisk delbarhet siden komplekse molekyler som propan eller butan reagerer med oksygen for å produsere CO ₂ og vann:

C ₃ H ₈ + 5O ₂ → 3CO ₂ + 4H ₂ O

Nedbrytningen av biomolekyler kan sies å være en forbrenningsreaksjon siden sluttproduktene er CO ₂ og vann, men disse forekommer i mange trinn med forskjellige mellomledd.

8- Sentrifugering av blod

Separasjonen av de forskjellige blodkomponentene er et eksempel på delbarhet. Til tross for at det var en fysisk prosess, virker eksemplet interessant for meg siden komponentene skilles ut ved forskjell i tetthet ved sentrifugering.

De tetteste komponentene, serumet med de røde blodlegemene, vil forbli i bunnen av sentrifugerøret, mens de mindre tette komponentene, plasmaet, vil forbli øverst.

9- Bikarbonatbuffer

Natriumbikarbonat, HCO ₃ ^- er den viktigste måten å transportere CO ₂ i kroppen som et resultat av metabolske nedbrytningsreaksjoner.

Denne forbindelsen reagerer med et proton i mediet for å produsere kullsyre som deretter blir delt inn i CO2 og vann:

HCO ₃ ^- + H ⁺ DH ₂ CO ₃ D CO ₂ + H ₂ O

Siden reaksjonene er reversible, er dette en måte organismen har gjennom respirasjon til å kontrollere den fysiologiske pH for å unngå prosesser med alkalose eller acidose.

10- Deling av atom eller kjernefysjon

I tilfelle at en massiv kjerne (for eksempel uran-235) brytes ned (fisjoner), vil det resultere i et netto energiutbytte. Dette fordi summen av massene til fragmentene vil være mindre enn massen til urankjernen.

I tilfelle at massen til fragmentene er lik eller større enn jernmassen på toppen av den bindende energikurven, vil atompartiklene være nærmere bundet enn i urankjernen, og denne reduksjonen i masse forekommer i energiform i henhold til Einsteins ligning.

Figur 5: splitting av uran 235.

For elementer som er lettere enn jern, vil fusjon produsere energi. Dette konseptet førte til etableringen av atombomben og kjernekraften.

referanser

1. AJ programvare og multimedia. (2015). Nuclear Fission: Basics. Gjenopprettet fra atomicarchive.com.
2. (2014). Reaksjoner av syrer. Gjenopprettet fra bbc.co.uk.
3. Clark, J. (2016, januar). HYDROLYSERESTERE. Gjenopprettet fra chemguide.co.uk.
4. Foist, L. (SF). Eliminasjonsreaksjoner i organisk kjemi. Gjenopprettet fra study.com.
5. Miller, WA (1867). Elements of Chemistry: Theoretical and Practical, Del 1. New York: John Wiley og sønn.
6. Atomfisjon. (SF). Gjenopprettet fra hyperfysikk.
7. Pratt, D. (1997, november). Matens uendelige delbarhet. Gjenopprettet fra davidpratt.info.
8. Soderberg, T. (2016, 31. mai). Eliminering av E1 og E2 mekanismene. Gjenopprettet fra chem.libretext.