Imoibriú ceimiceach

Imoibriú alúmaniteirmeach le hocsaíd Iarainn(III); ar a dtugtar imoibriú teirmíte. Adhaíodh an meascán i bpróca gloine ag baint úsáide as fad ribín Rinneadh an meascán a adhaint i bpróca gloine ag baint úsáide as ribín Maignéisiam. Is cruinníní d'iarann leáite iad na splancacha a bhíonn ag eitilt amach, ag fágáil sraoill deataigh ina ndiaidh.

Is éard is imoibriú ceimiceach ann ná próiseas as a dtagann claochlú ceimiceach ar shraith amháin de shubstaintí ceimiceacha go ceann eile.^[1] Nuair a tharlaíonn imoibrithe ceimiceacha, atheagraítear na hadaimh agus bíonn athrú fuinnimh ag gabháil leis an imoibriú de réir mar a ghintear táirgí nua. Go clasaiceach, cuimsíonn imoibrithe ceimiceacha athruithe nach mbaineann ach le suíomhanna leictreon i bhfoirmiú agus i mbriseadh naisc cheimiceacha idir adaimh, gan aon athrú ar na núicléis (gan aon athrú ar na dúile atá i láthair), agus is minic gur féidir cur síos a dhéanamh orthu le cothromóid cheimiceach. Is fodhisciplín den cheimic í an cheimic núicléach a bhaineann le himoibrithe ceimiceacha na ndúl éagobhsaí agus radaighníomhacha inar féidir le hathruithe leictreonacha agus núicléacha araon tarlú.

Tugtar imoibreáin nó imoibrithe ar an tsubstaint (nó ar na substaintí) a raibh baint aici/acu ar dtús le himoibriú ceimiceach. Is éard atá i gceist le himoibrithe ceimiceacha de ghnáth ná seicheamh fochéimeanna aonair, na himoibrithe bunúsacha mar a thugtar orthu athrú ceimiceach, agus táirgeann siad táirge amháin nó níos mó, a bhfuil airíonna difriúla acu de ghnáth ó na himoibreáin. Is minic gurb é atá i gceist le himoibrithe ceimiceacha ná seicheamh fochéimeanna aonair, na himoibrithe bunúsacha mar a thugtar orthu, agus is cuid den mheicníocht imoibrithe é an fhaisnéis bheacht ar an mheicníocht ghníomhaíochta. Déantar cur síos ar imoibrithe ceimiceacha le cothromóidí ceimiceacha, a chuireann na hábhair tosaigh, táirgí deiridh, agus uaireanta táirgí idirmheánacha agus coinníollacha imoibrithe i láthair go siombalach.

Tarlaíonn imoibrithe ceimiceacha ag ráta imoibrithe sainiúil ag teocht agus tiúchan cheimiceach ar leith. Táirgeann roinnt imoibrithe teas agus tugtar imoibrithe eisiteirmeacha orthu, agus d'fhéadfadh go mbeadh teas ag teastáil ó chuid eile chun go bhféadfadh an t-imoibriú tarlú, ar a dtugtar imoibrithe inteirmeacha. De ghnáth, méadaíonn rátaí imoibrithe de réir mar a mhéadaíonn an teocht toisc go bhfuil níos mó fuinnimh teirmeach ar fáil chun an fuinneamh gníomhachtúchá atá riachtanach chun naisc idir adaimh a bhriseadh.

Féadfar imoibriú a aicmiú mar ocsdí ina dtarlaíonn ocsaídiú agus dí-ocsaídiú nó neamocsdí i gcás nach dtarlaíonn aon ocsaídiú agus dí-ocsaídiú. Féadfar an chuid is mó d'imoibrithe ocscí simplí a aicmiú mar chuingir, dianscaoileadh, nó imoibriú díláithriúcháin aonair.

Úsáidtear imoibrithe ceimiceacha éagsúla le linn sintéis cheimiceach d'fhonn an táirge atá ag teastáil a fháil. Sa bhithcheimic, cruthaíonn sraith imoibrithe ceimiceacha as a chéile (áit a bhfuil táirge imoibrithe amháin mar imoibreán ar an gcéad imoibriú eile) conairí meitibileacha. Is minic a chatalaíonn einsímí próitéine na himoibrithe seo. Méadaíonn einsímí na rátaí imoibrithe bithcheimiceacha, ionas gur féidir sintéisí meitibileach agus dianscaoileadh, dodhéanta faoi ghnáthchoinníollacha a tharlaíonn ag an teocht agus na tiúchan atá i láthair laistigh de chill. MéadaíonnIs minic a bhíonn na himoibrithe seo catalaíoch ag einsímí próitéine. Méadaíonn einsímí rátaí na n-imoibrithe bithcheimiceacha, ionas gur féidir le sintéisí meitibileach agus dianscaoiltí, a bhíonn dodhéanta faoi ghnáthchoinníollacha, tarlú ag an teocht agus tiúchan i láthairi laistigh de chill.

Leathnaíodh an coincheap ginearálta d’imoibriú ceimiceach chuig imoibrithe idir eintitis níos lú ná adaimh, lena n-áirítear imoibrithe núicléacha, meatha radaighníomhacha agus imoibrithe idir buncháithnín, mar a thuairiscítear leis an réimsetheoiric chandamach.

Stair

Bhí imoibrithe ceimiceacha cosúil le dó i dtine, coipeadh agus dí-ocsaídiú mianta go miotail ar eolas ó na cianaoiseanna. D'fhorbair fealsúna Gréagacha teoiricí tosaigh maidir le claochlú ábhar, mar shampla, ina scríbhinn 'Ar an Nádúr', thug Eimpeidicléas isteach coincheap na 4 dhúil bhuan, ag rá go bhfuil aon substaint comhdhéanta de na ceithre ghné bhunúsacha–tine, uisce, aer agus cré. San Mheánaois, rinne ailceimiceoirí staidéar ar chlaochluithe ceimiceacha. Ach go háirithe, rinne siad iarracht luaidhe a thiontú ina ór, agus chuige sin thug siad faoi iarracht cóimhiotail luaidhe agus copair a imoibriú le sulfair.

Sprioc lárnach a bhí i dtáirgeadh saorga substaintí ceimiceacha cheana féin d'alceimiceoirí meánaoiseacha. ^[2] I measc na samplaí tá sintéis chlóiríd amóiniam ó shubstaintí orgánacha mar a thuairiscítear sna saothair (c. 850–950) a chuirtear i leith Jābir ibn Ḥayyān,^[3] nó táirgeadh aigéid mhianrach amhail aigéad sulfarach agus aigéad nítreach ag ailceimiceoirí níos déanaí, ag tosú ó c. 1300.^[4] Is éard a bhí i gceist le táirgeadh aigéid mhianracha ná mianraí sulfáite agus níotráite mar shulfáit chopair, alúm agus sailpítear. Sa 17ú haois, tháirg Johann Rudolph Glauber aigéad hidreaclórach agus sulfáit sóidiam trí aigéad sulfarach agus clóiríd sóidiam a imoibriú. Le forbairt próisis an coimeádáin luaidhe i 1746 agus próiseas Leblanc, rud a cheadaigh táirgeadh aigéad sulfarach agus carbónáit sóidiam ar mhórscála, faoi seach, cuireadh imoibrithe ceimiceacha i bhfeidhm sa tionscal. Mar thoradh ar bharrfheabhsú breise na teicneolaíochta aigéid sulfarach ba é an toradh a bhí air ná an próiseas teagmhála sna 1880idí,^[5] agus forbraíodh próiseas Haber sna blianta 1909 -1910 le haghaidh sintéise amóinia tháinig an próiseas teagmhála sna 1880í, agus forbraíodh próiseas Haber i 1909–1910 le haghaidh sintéise na hamóinia.^[6]

Ón 16ú haois, rinne taighdeoirí lena n-áirítear Jan Baptist van Helmont, Robert Boyle, agus Isaac Newton iarracht teoiricí na gclaochluithe ceimiceacha a breathnaíodh go turgnamhach a bhunú. Ba é Johann Joachim Becher a mhol teoiric an fhlógastóin sa bhliain 1667. Chuir sé in iúl go raibh dúil cosúil le tine ann ar a dtugtar "flógastón", a bhí laistigh de choirp indóite agus a scaoileadh le linn dócháin. Chruthaigh Antoine Lavoisier go raibh seo bréagach sa bhliain 1785 , a bhfuair an míniú ceart ar an dóchán mar imoibriú le hocsaigin ón aer.

D’aithin Joseph Louis Gay-Lussac sa bhliain 1808 go n-imoibríonn gáis i gcónaí i gcaidreamh áirithe lena chéile. Bunaithe ar an smaoineamh seo agus ar theoiric adamhach John Dalton, d'fhorbair Joseph Proust dlí an chomhshuímh thairisigh, a raibh coincheapa na stócaiméadrachta agus na gcothromóidí ceimiceacha mar thoradh air ina dhiaidh sin.

Maidir leis an gceimic orgánach, creideadh le fada go raibh comhdhúile a fuarthas ó orgánaigh bheo róchasta le fáil go sintéiseach. De réir choincheap an bheathaíochais, bhí "fórsa ríthábhachtach" ag baint le hábhar orgánach agus rinneadh idirdhealú ó ábhair neamhorgánacha. Cuireadh deireadh leis an scaradh seo, áfach, trí shintéis úiré ó réamhtheachtaithe neamhorgánacha ag Friedrich Wöhler sa bhliain 1828. I measc na gceimiceoirí eile a chuir go mór leis an gceimic orgánach tá Alexander Williamson lena shintéis éitear agus Christopher Kelk Ingold, a bhunaigh, i measc go leor fionnachtana, meicníochtaí imoibrithe ionadaíochta.

Saintréithe

Is iad seo a leanas saintréithe ginearálta imoibrithe ceimiceacha:

Éabhlóid gáis
Foirmiú deascáin
Athrú teochta
Athrú ar staid damhna

Cothromóidí

Úsáidtear cothromóidí ceimiceacha chun imoibrithe ceimiceacha a léiriú go grafach. Is éard atá iontu foirmlí ceimiceacha nó struchtúracha na n-imoibreán ar chlé agus foirmlí na dtáirgí ar dheis. Tá siad scartha le saighead (→) a léiríonn treo agus cineál an imoibrithe; léitear an tsaighead mar an focal "uasmhéideanna".^[7] Díríonn barr na saighde sa treo ina dtéann an t-imoibriú ar aghaidh. Úsáidtear saighead dhúbailte (⇌) a dhíríonn i dtreonna urchomhaireacha le haghaidh imoibrithe cothromaíochta. Ba cheart cothromóidí a chothromú de réir na stócaiméadrachta, ba cheart go mbeadh líon na n-adamh de gach speiceas mar an gcéanna ar dhá thaobh na cothromóide. Baintear é seo amach trí líon na móilíní lena mbaineann (A, B, C agus D, sa sampla scéimreach thíos) a scálú faoi na slánuimhreacha cuí a, b, c agus d.^[8]

a A + b B -> c C + d D

Léirítear imoibrithe níos ilchasta le scéimeanna imoibrithe, a léiríonn chomh maith le hábhair agus táirgí tosaigh, staideanna idirmheánacha tábhachtacha nó staideanna trasdultacha. Chomh maith leis sin, is féidir roinnt breiseanna réasúnta beag ar an imoibriú a léiriú os cionn na saighead imoibrithe; samplaí de bhreiseanna den sórt sin ná uisce, teas, soilsiú, catalaíoch srl. Mar an gcéanna, is féidir roinnt táirgí beaga a chur faoin tsaighead, go minic le comhartha lúide.

Sampla d’imoibriú orgánach: ocsaídiú céatóin go heistear le sárocsa-aigéad

Retrosynthetic analysis can be applied to design a complex synthesis reaction. Here the analysis starts from the products, for example by splitting selected chemical bonds, to arrive at plausible initial reagents. A special arrow (⇒) is used in retro reactions.^[9]

Naisc sheachtracha

Rátaí Imoibrithe

Tagairtí

↑ Teimpléad:GoldBookRef
↑ See Newman, William R. (2004). "Promethean Ambitions: Alchemy and the Quest to Perfect Nature". Chicago: University of Chicago Press.
↑ Kraus, Paul (1942–1943). "Jâbir ibn Hayyân: Contribution à l'histoire des idées scientifiques dans l'Islam. I. Le corpus des écrits jâbiriens. II. Jâbir et la science grecque". Cairo: Institut Français d'Archéologie Orientale. OCLC 468740510. , vol. II, pp. 41–42.
↑ "Vitriol in the History of Chemistry" (2002). Chemické listy 96 (12): 997–1005.
↑ Friedman, Leonard J. (2008). "The History of the Contact Sulfuric Acid Process". Boca Raton, Florida: Acid Engineering & Consulting, Inc.. Curtha i gcartlann 2012-05-26 ar an Wayback Machine
↑ Stranges, Anthony N. (2000). "Germany's synthetic fuel industry, 1935–1940". In Lesch, John E. (ed.). The German Chemical Industry in the Twentieth Century. Kluwer Academic Publishers. p. 170. ISBN 978-0-7923-6487-0.
↑ Myers, Richard (2009). "The Basics of Chemistry". Greenwood Publishing Group.
↑ Teimpléad:GoldBookRef
↑ "Robert Robinson Lecture. Retrosynthetic thinking?essentials and examples" (1988). Chemical Society Reviews 17: 111–133. doi:10.1039/CS9881700111.

[1] Teimpléad:GoldBookRef

[2] See Newman, William R. (2004). "Promethean Ambitions: Alchemy and the Quest to Perfect Nature". Chicago: University of Chicago Press.

[3] Kraus, Paul (1942–1943). "Jâbir ibn Hayyân: Contribution à l'histoire des idées scientifiques dans l'Islam. I. Le corpus des écrits jâbiriens. II. Jâbir et la science grecque". Cairo: Institut Français d'Archéologie Orientale. OCLC 468740510. , vol. II, pp. 41–42.

[4] "Vitriol in the History of Chemistry" (2002). Chemické listy 96 (12): 997–1005.

[5] Friedman, Leonard J. (2008). "The History of the Contact Sulfuric Acid Process". Boca Raton, Florida: Acid Engineering & Consulting, Inc.. Curtha i gcartlann 2012-05-26 ar an Wayback Machine

[6] Stranges, Anthony N. (2000). "Germany's synthetic fuel industry, 1935–1940". In Lesch, John E. (ed.). The German Chemical Industry in the Twentieth Century. Kluwer Academic Publishers. p. 170. ISBN 978-0-7923-6487-0.

[7] Myers, Richard (2009). "The Basics of Chemistry". Greenwood Publishing Group.

[8] Teimpléad:GoldBookRef

[9] "Robert Robinson Lecture. Retrosynthetic thinking?essentials and examples" (1988). Chemical Society Reviews 17: 111–133. doi:10.1039/CS9881700111.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]