Divisibilidade química: conceitos e exemplos - Ciência - 2023

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Podemos definir o divisibilidade em química como uma propriedade da matéria que permite sua separação em porções menores. Para entender o conceito, podemos dar um exemplo.

Se pegarmos um pedaço de pão e cortá-lo ao meio repetidamente, chegaremos a um bloco fundamental de matéria que não pode ser mais dividido? 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 conhecemos hoje como átomos), porém, a ideia geral era que a matéria era um continuum que poderia ser dividido.

Esse conceito difundido fez de cientistas brilhantes como James Clerk Maxwell (das equações de Maxwell) e Ludwing Boltzman (da distribuição Boltzman) vítimas do ridículo, o que levou os primeiros à loucura e os últimos 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.

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 → Mg2+ + Cl– + H2

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.


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 então "desliga" pela abstração do próton no carbono alfa).

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 essa 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 é isomerizada para formar outra molécula de G3P.

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 grandes moléculas, 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, visto que moléculas complexas como o propano ou o butano reagem com o oxigênio para produzir CO.2 e água:

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2OU

A degradação de biomoléculas pode ser considerada uma reação de combustão, uma vez que os produtos finais são CO2 e água, no entanto, 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

Bicarbonato de sódio, HCO3– É a principal forma de transporte de CO2 no corpo, produto 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:

HCO3– + H+ D H2CO3 D CO2 + H2OU

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 (fissão), 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 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 de massa ocorre em forma de energia de acordo com a equação de Einstein.

Para elementos mais leves que o ferro, a fusão produzirá energia. Esse conceito levou à criação da bomba atômica e da energia nuclear.

Referências

  1. AJ Software & Multimedia. (2015). Fissão nuclear: noções básicas. Recuperado de atomicarchive.com.
  2. (2014). Reações de ácidos. Recuperado de bbc.co.uk.
  3. Clark, J. (2016, janeiro). ÉSTERES DE HIDROLISAÇÃO. Recuperado de chemguide.co.uk.
  4. Foist, L. (S.F.). Reações de eliminação em química orgânica. Recuperado de study.com.
  5. Miller, W. A. ​​(1867). Elements of Chemistry: Theoretical and Practical, Part 1. New York: John Wiley and son.
  6. Ficão nuclear. (S.F.). Recuperado da hiperfísica.
  7. Pratt, D. (novembro de 1997). A divisibilidade infinita da matéria. Recuperado de davidpratt.info.
  8. Soderberg, T. (2016, 31 de maio). Eliminação pelos mecanismos E1 e E2. Recuperado de chem.libretext.