הגדרה של הרכב (כימיה)

דניאלה נטלי דיאז זפדה
MC בהנדסה ביו-רפואית ופיזיקה

הרכב כימי מתייחס לפרופורציות היחסיות שבהן נמצא כל יסוד שהוא חלק מחומר, תרכובת או חומר. זה יכול להשתנות כאשר מתרחשים שינויים כימיים או כמות מסוימת של יסוד מופחתת או מתווספת, ומשנה את הפרופורציות של התרכובת.

העובדה של ייעוד ההרכב הכימי של כל חומר מדבר על זהותו, אשר שהוא יסוד לאפיון והבנת ההתנהגות של שונים חומרים. ניתן לייצג את ההרכב הכימי בדרכים שונות, בין הנפוצות ביותר הן: נוסחאות כימיות והרכב אחוזים.

נוסחאות כימיות, הרכב אחוזים ודוגמאות לשני הדגמים

יסודות כימיים הם הגושים המרכיבים את כל החומרים שאנו מכירים; הם מיוצגים על ידי סמלים כימיים המבדילים אותם זה מזה. לדוגמה, C עבור פחמן, H עבור מימן, ו-O עבור חמצן. אחת הדרכים לייצג את ההרכב הכימי של תרכובת היא באמצעות נוסחאות כימיות, ובין אלה הנפוצה ביותר היא הנוסחה המולקולרית, אשר משתמש בסמל של כל יסוד הקיים בתרכובת, ואחריו מספר כתוביות שמציין את מספר האטומים של היסוד המרכיבים את התרכובת. חומר. לדוגמה, H₂לחלופין, הנוסחה המולקולרית של מים מצביעה על כך שההרכב הכימי של החומר הזה הוא שני אטומי מימן ואטום חמצן אחד, לכל מולקולה.

אחוז הרכב של חומר הוא היחס במסה שכל יסוד מייצג בתרכובת, מבוטא באחוזים יחידות. זה מחושב על ידי חלוקת המסה של כל יסוד במסה הכוללת והכפלה ב-100%. החישוב של אחוז הרכב של תרכובת עושה שימוש במסה האטומית המדווחת בטבלה המחזורית, התואמת לכל אחד מהיסודות.

לדוגמה, אם אתה רוצה לדעת את הרכב האחוזים של המים, עליך לחשב תחילה את המסה המולרית, לשם כך אתה מוסיף את המסות האטומיות של כל יסוד, במקרה זה מימן וחמצן, כפול מספר האטומים שכל אחד מהם מספק, למימן: H= (1g/mol)(2 atoms)= 2 גרם/מול, ולחמצן: O= (16 גרם/מול)(1 אטום)= 16 גרם/מול, הוספת שתי הכמויות: 2 גרם/מול +16 גרם/מול= 18 גרם/מול, זה ייחשב כ- מסה סה"כ. כעת, חלקו את המסה של כל יסוד במסה הכוללת והכפילו ב-100%, עבור מימן: (2 גרם/מול/18 גרם/מול) (100%)= 11%, (16 גרם/מול/18 גרם/מול) )(100%)= 89%. כתוצאה מכך, אחוז הרכב המים יהיה 11% מימן, 89% חמצן. ייצוג זה של ההרכב הכימי שימושי במיוחד עבור תערובות, שהן ישויות של שתי תרכובות או יותר. בשילוב, כאן משתמשים בהרכב האחוזים כדי לקבוע את הריכוז של כל תרכובת בתערובת ולחזות אותה התנהגות.

ישנן שיטות שונות לקבוע את ההרכב הכימי של חומר. ביניהן, טכניקות אנליטיות כמו ספקטרוסקופיה אינפרא אדום, ספקטרומטריית מסה ותהודה מגנטית גרעיני, יכול לזהות מולקולות ספציפיות בחומר, על ידי השוואת הדפוסים והספקטרים ​​שהם יוצרים מול תקנים. כרומטוגרפיה היא טכניקה נוספת בשימוש נרחב שכן היא מפרידה בין מרכיבי התערובת על סמך ההבדלים במסיסות שלהם, על מנת להכיר את הרכיבים בתערובת לא ידועה. ניתוח כימי יסודות כולל טכניקות כמו ספקטרוסקופיה ספיגה, המבוססת על אורכי גל שסופג יסוד מסוים ועל סמך ספקטרום מוקלט ניתן לדעת איזה יסוד קיים ב חומר. טכניקות מסוימות של מיקרוסקופיה, כגון מיקרוסקופ אלקטרונים העברה, יכולות גם לסייע בזיהוי חלקיקים הנמצאים בדגימה. בנוסף, קיימות טכניקות כמותיות המאפשרות לקבוע את ההרכב הכימי של חומר דרך תגובות החושפות את זהותן של מולקולות מסוימות, כגון חומצה-בסיס, חימצון-הפחתת ו מִשׁקָע.

יישומים

הבנת ההרכב הכימי של חומרים חיונית ביישומים רבים, לא רק ב כימיה, אבל בהנדסת חומרים, מדעי הסביבה, ביולוגיה, פיזיקת החומר המעובה ורפואה, בין השאר. בתהליכים תעשייתיים, למשל, ישנה חשיבות עליונה לדעת את ההרכב הכימי המדויק של הריאגנטים המשמשים כחומרי גלם לייצור יביאו לכך מוצרים בעלי ערך מסוימים, דבר זה יבטיח שליטה מלאה על איכותם וטוהריהם, כמו גם מבחינת בטיחות בשלבים השונים של תביעה.

אם מדברים קצת על הרלוונטיות של הרכב כימי בתחום הבריאות, כשמדובר בניתוח לאבחון של מחלות מסוימות, השיטות האנליטיות הן קובעים, שכן על ידי ידיעת ההרכב הכימי של הדגימות הביולוגיות, ניתן לדעת את מקורן או לזהות את מקורן, בנוסף, לצורך הפיתוח של תרופות ומחקר בתחום זה לניסוח שלהן, חשוב מאוד שתהיה בקרת איכות שתנתח את ההרכב הכימי של המוצרים שיוצאים לשוק. שׁוּק.