V oblasti chemie už jsem dosáhl stejné zmatenosti jako v elektronice - totiž jdu ve výkladu opačně - nejprve vysvětluju věci složité a pak zmateným čtenářům vysvětluju věci jednoduché. Minule jsme tedy narazili na Gludberg Waagův zákon aktivních hmot - do minulého článku jsem dal link, ze kterého parně nikdo není moudrý, takže sypu si popel na hlavu .....
Na gymplu pokud nejste moderní - facebookový - imbecilní - typ, tak zažijete dvě výrazná zklamání, kdy vaše dosavadní chápání světa budou lámat a otáčet o 180 stupňů. Ve fyzice je to přechod od Newtonovské k Einsteinovské fyzice - maskovaný pod pojmem "speciální teorie relativity". Všechny ty kontrakce délek a dilatace času vám z počátku připadají jako jedno veliké FUJ.
No a v chemii je to právě Gludberg Waagův zákon. Takže - představte si moji nejoblíbenější chemickou reakci - napěchujete díru trinitrotoluenem a odpálíte - BUM - všechno TNT se změnilo v N2, CO, H2, a nepatrné příměsi CO2, H2O a NOx. Taky v laborkách děláte většinu reakci, které proběhnou tzv. "kvantitativně" to jest v jednom směru tak výrazně, že otázka nezreagovaných vstupních surovin je nepodstatná. Tím ve vás vznikne falešná, představa, že větššina chemických reakcí probíhá ve stylu
A + B --- > C + D
Jenomže pak se dostanete do oblasti organické chemie, kde zejména reakce alkoholů aldehydů a karboxylových kyselin typicky probíhají jako
A + B < --- > C + D
Vidíte ten rozdíl ? Ano je tam o šipečku více, která symbolizuje, že reakce probíhá oběma směry. Řeknete si formalita, ale není tomu tak. Pan Guldberg a pan Waage totiž přišli na to že každá reakce dosáhne rovnovážného stavu kdy dopředu probíhá stejnou rychlostí jako zpět - a tudíž to navenek vypadá jakože se zastavila. Pro koncentrace substrátů v tomto okamžiku pak platí.
k1 * A * k2 * B = k3 * C * k4 * D
kde koeficienty k1-4 samozřejmě znamenají jako ochotně vstupuje daná molekula do reakce. Pan Guldberg ani pan Waage nebyli matematici takže ve slovním vyjídření blábolí něco o "umocnění na stechiometrické koeficienty". To je čistokrevné matení středoškoláků, protože je přece jasné, že pokud do nějaké reakce vstupuje více než jedna molekula tak potom třeba
2H2 + O2 = 2H20 je totéž jako H2 + H2 + 02 = H20 + H20
a tudíž když si k tomu připíšete konstanty úměrností tak dostanete
k1 * H2 * k1 * H2 * k2 * O2 = k3 * H20 * k3 * H20
což se samozřejmě upraví jako (k1 * H2)2 * k2 * O2 = (k3 * H20)2
Jasné ? Zazím je jasné, že dědek tady dělá nějakou chemickou onanii, jejíž smysl je nejasný, ale aby bylo jasno Gludberg-Waagův zákon v praxi znamená, že v reakční směsi jsou všechny složky vstupní suroviny i produkty vždy přítomny SOUČASNĚ. A pokud některou složku přidáváme, nebo odebíráme rekace probíhá v tom směru, aby obnovila rovnováhu.
Taže pokud bychom z doutnajcího kráteru začali nějakým "magickým" způsobem odebírat TNT věřte tomu že po nějké době bychom byli svědky toho jako se dusík, vodík a CO skládají zpátky do celých molekul TNT. (Vzhledem k tomu, že u explozí je chemická rovnováha opravdu "výrazně" na straně produktů reakce, je tento příklad přitažený za vlasy, avšak nikoliv zcela nemožný.)
U reakcí, které probíhají kvanitativně (jako třeba výbuch) je jasné, že koeficienty K na jdené straně (na straně TNT) jsou extrémně vysoké a na straně plynů po výbuchu jsou extrémně nízké. U zmíněných reakcí alkoholů a aldehydů jsou ale skoro všechy koeficienty v rovnicíh rovny 1 - ergo organická "reakční směs" je "polívka" kde najdete všechno substráty i produkty, vše přibližne "půl na půl".
Jak potom mohou zvířátka a květinky žít? - Právě proto - v organismech totiž celá řada reakcí probíhá "proti přirozenému směru", a to jenom protože nějakého produktu (který je v rovnováze v nepatrné koncentrací) je veliká spotřeba a tím se nám chemická rovnováha pořád obnovuje a obnovuje a rekace probíhá "do kopce". Kde taková reakce bere reakční energii ? Jednoduše - energine kterou metabolismus spotřebuje na odseparování "vzácného produktu" vlastně vstupuje do reakčního mechanismu a pohání nám chemickou reakci proti přirozenému směru.
Proto rozdělnení čpavku na Aamoniak a Amoniový iont z minlého článku je směšné - poměr NH3 / NH4+ je totiž při daných podmínkách konstatní a reakcí NH3 na NH4+ a zpět - se konstatní udržuje ...
A dnešní rada robotům ke zničení lidstva - vzdejte to - přírodní "nanotechnologii" v oblasti enzymů a metabolismu nikdy nedoženete.
Dalík | 15. června 2014 v 14:19
K té poslední větě - takže i když po mě v obchodě někdo chtěl nabíječku na androida, tak se nemusím ničeho bát? :D