שאלה בכימיה

[yaakii]

שאלה בכימיה../images/Emo115.gif

אם אחמם עגבניה, לדוגמא עד לטמפרטורה כזאת שהיא תהפוך לנוזל, (-התכה, לא?) ואקרר בחזרה עד שתהפוך למוצק (איך קוראים לפעולה?) -האם יהיה לזה טעם של עגבניה?

 

[NessT]

כן... החומר נשאר אותו חומר (עגבניה..)

מבחינה מולקולארית ולכן התכונות שלו יהיו זהות בדיוק (צבע, טעם, חומציות, טמפ' התכה ואידוי וכו'). כל עוד אתה לא משנה את מבנה המולקולות (איזומרים) או את הרכב האטומים מהם הן מורכבות, החומר ישאר אותו דבר כולל את כל תכונותיו... כל זה בתנאי שאתה תחזיר למצב מוצק את כל החומרים המרכיבים את העגבניה למרות שלכל חומר כזה יש טמפ' התכה (וקיפאון), אידוי (ועיבוי) שונות.. וכמובן שחובה שכל החומרים יתערבבו מחדש... לכן בפועל זה מאוד קשה לדאוג שכל זה יקרה! ד"א - אם תהפוך את העגבניה חזרה למוצק היא לא תחזור לאותה צורה אלא היא דיי תישאר גוש בלתי מזוהה כזה...חח

 

[yaakii]

תודה!

 

[tweeg]

לדעתי לא כ"כ

עגבניה מורכבת מחלבונים,בשלב מסוים הם יעברו דנטורציה ואז המבנה שלהם ישתנה וטעמם יהיה שונה,ולא תוכל להחזיר לאותו מצב לא בטוח שהנקודת התכה של החומרים באה לפני נקודת הדנטורציה שלהם (לדעתי מאוד לא,במיוחד בחלבונים)

 

[tweeg]

והסבר נורמלי

שאתה מחמם חומר אתה נותן לו אנרגיה,האנרגיה מושקעת בשבירת קשרים אנרגיה גורמת לאטומים לזוז יותר מהר עד שהם מתרחקים אחד מהשני וכוחות המשיכה בינהם מתבטלים עקב המרחק ואז המולקולה מתפרקת יש 4 סוגי חומרים(סריגים,מולקולרים,מתכתים,יונים) עגבניה מורכבת מחומר מולקולרי שעקב הרכבו השקעה של אנרגיה תפרק את הקשרים המולקולרים ולא את הקשרים הבין מולקולירים(תפרק את המולקולה עצמה ולא את הקשרים בין המולקולות הקשרים בין המולקולות קובעים את מצב הצבירה של החומר) רוב העגבניה מורכבת מחלבונים שהם בעצמם טבעות פחמן/פחמימנים מספיק שאתה שובר את המולקולה הארוכה הזאת בנקודה אחת היא משנה את הרכבה לגמרי כמובן שקירור לא יעשה את הפעולה ההפוכה כי המולקולות כבר שבורות

 

[Snir2121]

../images/Emo45.gif

 

[NessT]

למה שבחימום יפרדו קשרים מולקולאריים?

בחימום נפרדים קודם כל הקשרים הבין מולקולריים שהם פחות חזקים (קשרי וד"ו וקשרי מימן).. כדי לנתק את הקשרים הקוולנטיים שבתוך המולקולה (שהם קשרים כימיים והם הרבה יותר חזקים) צריך להשקיע יותר אנרגיה ולכן בחימום קודם החומר ישנה מצב צבירה לגז ע"י ריחוק של המולקולות וניתוק קשרים בין מולקולאריים ורק עם השקעה של עוד אנרגיה המולקולה תשתנה לגמרי ותהפוך לחומר אחר... לכן המולקולות שבעגבניה לא ישתנו אלא רק יפרדו אחת מהשניה ואח"כ בקירור הן יתקשרו חזרה ויישאר אותו חומר..

 

[tweeg]

אמממ

הקשרים הבין מולקולריים לא פחות חזקים,לכל קשר יש אנרגיה משלו (אלקטרונים באורבטילים קושרים פחות אנטי קושרים(מהרמה האחרונה)לחלק 2) אין שום סיבה שהאלקטרונים(שמצבעים את הקשר)בתוך המולקולה ימשכו חזק יותר אליה מאשר למולקולה אחרת "לכן המולקולות שבעגבניה לא ישתנו אלא רק יפרדו אחת מהשניה ואח"כ בקירור הן יתקשרו חזרה ויישאר אותו חומר.." אז למה זה לא קורה?למה שאני מחמם ביצה היא נהפכת לחביתה ולא נמסה?ניסית פעם להחזיר חביתה לביצה ע"י קירור? את מתעלמת מעובדות שאת יודעת(אין ספק שאת יודעת את הקטע עם החביתה) אני לא יודע מה לימדו אותך,אבל לא מלמדים שהקשרים המול' יותר חזקים (למרות שזה נכון בחלק מהמקרים)

 

[NessT]

כנראה שאתה צודק...

מה שאתה אומר (עם הביצה והכל) בטוח נכון אבל לימדו אותנו שקשרים כימיים (יוניים, מתכתיים וקוולנטים) הם יותר חזקים מקשרים בין מולקולריים... אתה יודע אולי מה ההסבר לזה?

 

[tweeg]

כן

ההסבר הפשוט:האלקטרונים עצמם זהים,אין סיבה שימשכו לגרעין של אטום באותה מולקולה מאשר לגרעין של אטום במולקולה שונה והאלקטרונים הם אלה שתמיד יצרו את הקשר כי הם יותר חיצוניים ההסבר היותר מסובך: כל סוגי הקשרים זה בעצם משיכה של אלקטרון של אטום אחד לגרעין של אטום אחר האלקטרונים עצמם שווים בגודלם אבל גודל הגריעינים שונה ומס' האלקטרונים שונה בגלל השונות אז המיקום של האלקטרונים במרחב שונה(עקב כוחות משיכה ודחיה שונים) בגלל שיש שונות בין הההימצאות של האלקטרונים במרחב אז יש שונות בסוג הקשר ובחוזקו (לא זוכר את הנוסחא של חוזק קשר,אבל זה משיכהxמרחק בריבוע),ולכן המרחק הוא הגורם הכי משפיע) ההסבר היותר מסובך: בגלל כוחות משיכה ודחיה שונים שנובעים מס' אלקטרונים וגודל גרעין אז האלקטרונים מאכלסים רמות אנרגיה שונות שמתורגמות לאורביטלים מולקולרים ולמיקום במרחב, האלקטרונים מסתדרים בצורות מרחביות שונות במרחב התלת מימדי עקב אזורי חפיפה במרחב חלק מהאלקטרונים יקשרו וחלק לא החישוב של חוזק קשר מחושב לפי אלקטרונים קושרים-לא קושרים:2 ככל שהסיכוי להסתברות להימצאות האלקטרונים במרחב הקושר גדול יותר אז ככה גדל חוזק הקשר,כי אז הם נמשכים לשתי הגריעינים ככל שהסיכוי להימצאות במרחב לא קושר אז ככה קטן חוזק הקשר מחלקים ב2 כי המשיכה מתחלקת לשתי גריעינים (זה יחס ולא כוח פזיקלי) *כמובן שהמרחב מחולק לסוגים שונים של אורביטלים שנוצרים עקב כוחות משיכה דחיה שונים וכמובן שהמרחב הוא תלת מימדי ומחולק לרמות שונות(בהקבלה לרמות אנרגיה) *מדובר תמיד על הסיכוי להסתברות להימצאות האלקטרונים כי לא יודעים במדיוק איפה הם תמיד והם כמובן זזים תמיד *סתם לידע כללי,משיכה למגנט היא בעצם הימצאות אלקטרונים בעלי ספין מקביל ברמה האחרונה (לפי האיסור של פאולי) שבעצמם נקבע לפי מס' האלקטרונים של אטום/מול' לכן למשל חמצן נמשך למגנט ומוליכות חשמלית היא בעצמם הפער(האנרגטי) בין האורביטל המאוכלס האחרון לבין האורבטיל הלא מאוכלס הבא אחריו (או במילים אחרות ההפרש האנרגטי שדרוש כדי להקפיץ אלקטרון מחוץ למולקולה שלו) וההדל בין מוליכים,למוליכים למחצה למבודדים הוא החלטה שרירותית שלנו,לגבי גודל הפער עכשיו באמת חפרתי,למרות שאני נגד השימוש שעושים במילה הזאת מעניין לראות עוד כמה דברים אפשר להבין על החומר שלומדים במשך שנה משקף את הרמה של הלימודים בארץ שניר,עשיתי לך פינה להשבוע

 

[NessT]

תודה על ההסבר!

אבל לפעמים בחומר כן נפרדים רק הקשרים הבין מולקולאריים והוא מתאדהובקירור חוזר להיות אותו חומר (לדוגמה מים שמתאדים לאדי מים ובקירור חוזרים להיות מים בנוזל..). אז איך יודעים מה יקרה - אם החומר ישתנה או לא? ואיך יודעים בהשקעת אנרגיה איזה קשרים זה ינתק?

 

[tweeg]

תשובה

כמובן שבהשקעת אנרגיה הקשר הכי חלש ישבר ראשון אז פשוט צריך לקחת את האנרגיית קשר של כל הקשרים במול'(ספר נתונים) ואז מי שהכי חלש ישבר ראשון ואפשר לחזות מה יקרה למולקולה *בהודעות הקודמות התבלבלתי בין סדר קשר לאנרגיית קשר סדר קשר- מחשבים לפי מה שכתבתי והוא מדד לכמה קשרים יש (בטח למדתם כפולים ומשולשים,אבל יש גם מספרים לא שלמים) אנרגיית קשר-האנרגייה הדרושה לשבור קשר יחיד אני לא יודע לחשב את זה אבל יש ספרי נתונים בשביל זה אפשר להגיד בכללי שרק חומרים מולקולירים יעברו דנטורציה

 

[NessT]

כן אבל איך יודעים אם הקשרים המולקולריים או

הבין מולקולריים יותר חזקים ומי מהם יפרד קודם בחימום?

 

[tweeg]

תשובה

פשוט מסתכלים על הקשרים בתוך המולקולה ומחוץ ובודקים לפי נתונים למי יש אנרגיית קשר נמוכה יותר c6h12o6 -גלוקוז בודקים את c-h,c-o c-c ואת הקשר בין המולקולות שצריך להיות h-o כי זה קשרי מימן(גלוקוז נמס במים) עכשיו לפי זה הקשר h-o צריך להיות חזק יותר משאר הקשרים c-o 358 c-h 413 c-c 346 זה הקשרים התוך מול' לפי ההגיון שגלוקוז מתפרק בחימום(קרמל) אז אפשר להסיק שהקשר בין המולקולות יותר חזק(קשר מימן בין h-o) אין לי נתונים עליו פה אחרת הוא היה סתם נהיה נוזל ואחרי זה גז אין לי מושג לפי מה מחושבים הנתונים האלה אבל זה אינדיבדואלי לכל מול' (למשל h-o שונה בין h2o h3o) אני לא חושב שמלמדים את זה ברמה של תיכון ואני לא מבין כ"כ לאיזה מטרה את שואלת אם זה למול' ספציפיות אז צריך לחשב או לראות לפי הגיון של מה קורה לחומר אם זה בכללי איך זה הגיוני אז בגלל ההסבר של אנרגיית קשר מחוץ ובתוך המול' אם את מחפשת הכללה לאיזה סוגי קשר יותר חזקים אז אני חושב שזה רק מולקולריים(ואולי יונים)יותר חלשים והשאר חזקים יותר בכל מקרה אני חושב שאנחנו נכנסים לנושא שאני פחות מבין בו ואני לא רוצה להטעות (אין לי בעיה להעלות רעיונות,כל עוד את לא לוקחת את זה כמובן מאליו אלא בודקת את זה עם מישהו מבין)

 

[yaakii]

לפי מה שאני הבנתי עד היום-

ביצה זהו חומר יוצא דופן בנושא...!

 

[Snir2121]

זה לא רק ביצים, אלא חלבונים בכלל -

חביתה זה לא סתם איזה שינוי של מצב צבירה (כי אז נוזל הופך למוצק בחימום - לא הגיוני), אלא שינוי המבנה המרחבי של החלבון (תהליך הקרוי, כאמור, דנטורציה), וכשמדובר בחלבונים - כל שינוי קטנטן במבנה המרחבי משנה הכל; במקרה זה, כמו ברוב המקרים, השינוי הוא בלתי הפיך.

 

[tweeg]

לא כ"כ

הידעת:ב42/3 מעלות אתה מת כי החלבונים בגוף יעברו דנטורציה ולא משנה אם יצליחו להוריד לך את החום אתה עדיין תהיה מת בגלל זה זה תהליך בלתי הפיך(בשיטות של חום/קור) עוד דוגמא זה כלורופיל,שבחימום מאבד את הצבע בגלל שבירה של קשרים בתוך המולקולה (ומקטין את גודל המערכת המצומדת ומגדיל את הפרשי ההומו לומו ומקצר את אורך הגל המפוזר-בגרות כימיה 2008 שאלה 13) כפי שאמרתי לגבי רוב החומרים זה ככה(מתכות נוזלים וכו') אבל חומרים מולקולריים זה עובד פחות הבעיה שהרוב נשרפים בחום אז הדוגמא לא כ"כ טובה (עץ,חומרי דלק וכו')

 

[yaakii]

תודה. יש דרך לבחר את המולקולות?

 

[tweeg]

לחבר?

אפשר אולי עם רובונאנובוטים שיתקנו דברים ספציפים כאלה או הברירה הטיבעית:עיכול ע"י חידקים וכו' קשירת חנקן ע"י צמחים ויצירה מחודשת של המול' (בהתאם למעגל החיים של חנקן-צמחים-טורפים-חידקים-חנקן צמחים וכו') זה הדרך הכימית של הטבע ליצור כאלה אי אפשר לחבר את זה בעזרת חימום/קירור רגיל