- Origem e conceito de divisibilidade química
- 10 exemplos de divisibilidade química
- 1- Dissolva o sal na água
- 2- Oxidação de metais em meio ácido
- 3- Hidrólise de ésteres
- 4- Reações de eliminação
- 5- Reação enzimática da aldolase
- 6- Degradação de biomoléculas
- 7- Reações de combustão
- 8- Centrifugação de sangue
- 9- Tampão de bicarbonato
- 10- Divisão do átomo ou fissão nuclear
- Referências
Podemos definir a divisibilidade em química como uma propriedade da matéria que permite que ela se separe em porções menores. Para entender o conceito, podemos dar um exemplo.
Se pegarmos um pão e cortá-lo ao meio várias vezes, chegaremos a um bloco fundamental de matéria que não pode ser dividido mais? Essa questão está na mente de cientistas e filósofos há milhares de anos.
Origem e conceito de divisibilidade química
Por muito tempo se debateu se a matéria era composta de partículas (o que hoje conhecemos como átomos), porém, a ideia geral era que a matéria era um continuum que poderia ser dividido.
Este conceito geral fez de cientistas brilhantes como James Clerk Maxwell (das equações de Maxwell) e Ludwing Boltzman (da distribuição Boltzman) vítimas do ridículo, o que levou o primeiro à loucura e o segundo ao suicídio.
No século 5 aC, o filósofo grego Leucipo e seu discípulo Demócrito usaram a palavra átomos para designar o menor pedaço individual de matéria e propuseram que o mundo consiste em nada mais do que átomos em movimento.
Essa teoria atômica inicial diferia das versões posteriores por incluir a ideia de uma alma humana composta de um tipo mais refinado de átomo distribuído por todo o corpo.
A teoria atômica entrou em declínio na Idade Média, mas foi revivida no início da Revolução Científica no século 17.
Isaac Newton, por exemplo, acreditava que a matéria consistia em "partículas sólidas, massivas, duras, impenetráveis e móveis".
A divisibilidade pode ocorrer por diferentes métodos, o mais comum é a divisibilidade por métodos físicos, por exemplo, cortar uma maçã com uma faca.
No entanto, a divisibilidade também pode ocorrer por métodos químicos em que a matéria seria separada em moléculas ou átomos.
10 exemplos de divisibilidade química
1- Dissolva o sal na água
Quando um sal, por exemplo cloreto de sódio, é dissolvido em água, ocorre um fenômeno de solvatação onde as ligações iônicas do sal são quebradas:
NaCl → Na + + Cl -
Ao dissolver apenas um grão de sal em água, ele se separará em bilhões de íons de sódio e cloreto em solução.
Figura 1: dissolução de um sal na água.
2- Oxidação de metais em meio ácido
Todos os metais, por exemplo magnésio ou zinco, reagem com ácidos, por exemplo ácido clorídrico diluído para dar bolhas de hidrogênio e uma solução incolor do cloreto de metal.
Mg + HCl → Mg 2+ + Cl - + H 2
O ácido oxida o metal, separando as ligações metálicas para obter íons em solução (BBC, 2014).
3- Hidrólise de ésteres
A hidrólise é a quebra de uma ligação química através da água. Um exemplo de hidrólise é a hidrólise de ésteres onde estes são divididos em duas moléculas, um álcool e um ácido carboxílico.
Figura 2: hidrólise de acetato de metila.
4- Reações de eliminação
Uma reação de eliminação faz exatamente o que diz: remove átomos de uma molécula. Isso é feito para criar uma ligação dupla carbono-carbono. Isso pode ser feito usando uma base ou um ácido.
Pode ocorrer em uma única etapa combinada (a abstração do próton em Cα ocorrendo ao mesmo tempo que a clivagem da ligação Cβ-X), ou em duas etapas (a clivagem da ligação Cβ-X ocorre primeiro para formar um carbocátion intermediário, que é então "desligado" pela abstração do próton em carbono alfa).
Figura 3: reações de eliminação.
5- Reação enzimática da aldolase
Na fase preparativa da glicólise, uma molécula de glicose é dividida em duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato (G3P) usando 2 ATP.
A enzima responsável por esta incisão é a aldolase, que por condensação reversa divide em duas a molécula de frutose 1,6-bifosfato em uma molécula de G3P e uma molécula de fosfato de diidroxiacetona que posteriormente isomerizou para formar outra molécula de G3P.
Figura 4: Reação da aldolase.
6- Degradação de biomoléculas
Não apenas a glicólise, mas toda a degradação de biomoléculas em reações de catabolismo são exemplos de divisibilidade química.
Isso ocorre porque eles partem de moléculas grandes, como carboidratos, ácidos graxos e proteínas, para produzir moléculas menores, como acetil CoA, que entra no ciclo de Krebs para produzir energia na forma de ATP.
7- Reações de combustão
Este é outro exemplo de divisibilidade química, uma vez que moléculas complexas como o propano ou butano reagem com o oxigênio para produzir CO 2 e água:
C 3 H 8 + 5O 2 → 3CO 2 + 4H 2 O
A degradação de biomoléculas pode ser considerada uma reação de combustão, uma vez que os produtos finais são CO 2 e água, porém estes ocorrem em várias etapas com diferentes intermediários.
8- Centrifugação de sangue
A separação dos vários componentes do sangue é um exemplo de divisibilidade. Apesar de ser um processo físico, o exemplo me parece interessante já que os componentes são separados por diferença de densidade por centrifugação.
Os componentes mais densos, o soro com as hemácias, permanecerão na parte inferior do tubo de centrifugação, enquanto os componentes menos densos, o plasma, permanecerão na parte superior.
9- Tampão de bicarbonato
O bicarbonato de sódio, HCO 3 - é o principal meio de transporte de CO 2 no corpo como resultado de reações de degradação metabólica.
Este composto reage com um próton no meio para produzir ácido carbônico que é subsequentemente dividido em CO2 e água:
HCO 3 - + H + DH 2 CO 3 D CO 2 + H 2 O
Como as reações são reversíveis, essa é uma forma que o organismo tem, por meio da respiração, de controlar o pH fisiológico para evitar processos de alcalose ou acidose.
10- Divisão do átomo ou fissão nuclear
No caso de um núcleo massivo (como o urânio-235) se quebrar (fissões), isso resultará em um rendimento líquido de energia. Isso ocorre porque a soma das massas dos fragmentos será menor que a massa do núcleo de urânio.
No caso de a massa dos fragmentos ser igual ou maior do que a do ferro no pico da curva de energia de ligação, as partículas nucleares estarão mais intimamente ligadas do que no núcleo de urânio e essa diminuição da massa ocorre em forma de energia de acordo com a equação de Einstein.
Figura 5: fissão do urânio 235.
Para elementos mais leves que o ferro, a fusão produzirá energia. Esse conceito levou à criação da bomba atômica e da energia nuclear.
Referências
- AJ Software & Multimedia. (2015). Fissão nuclear: noções básicas. Recuperado de atomicarchive.com.
- (2014). Reações de ácidos. Recuperado de bbc.co.uk.
- Clark, J. (2016, janeiro). ÉSTERES DE HIDROLISAÇÃO. Recuperado de chemguide.co.uk.
- Foist, L. (SF). Reações de eliminação em química orgânica. Recuperado de study.com.
- Miller, WA (1867). Elements of Chemistry: Theoretical and Practical, Part 1. New York: John Wiley and son.
- Ficão nuclear. (SF). Recuperado da hiperfísica.
- Pratt, D. (novembro de 1997). A divisibilidade infinita da matéria. Recuperado de davidpratt.info.
- Soderberg, T. (2016, 31 de maio). Eliminação pelos mecanismos E1 e E2. Recuperado de chem.libretext.