Kuten tiedät, kaikki aineet voidaan jakaa kahteen suureen luokkaan - mineraali- ja orgaaniseen ryhmään. Monia esimerkkejä epäorgaanisista tai mineraaliaineista voidaan mainita: suola, sooda, kalium. Mutta minkä tyyppiset yhteydet kuuluvat toiseen luokkaan? Orgaanisia aineita on missä tahansa elävässä organismissa.
Proteiinit
Proteiinit ovat tärkein esimerkki orgaanisesta aineesta. Niihin kuuluvat typpi, vety ja happi. Näiden lisäksi joissain proteiineissa voi joskus olla myös rikkiatomeja.
Proteiinit ovat yksi tärkeimmistä orgaanisista yhdisteistä, ja niitä esiintyy yleisimmin luonnossa. Toisin kuin muilla yhdisteillä, proteiineilla on tiettyjä ominaispiirteitä. Niiden pääominaisuus on v altava molekyylipaino. Esimerkiksi alkoholiatomin molekyylipaino on 46, bentseenin 78 ja hemoglobiinin 152 000. Muiden aineiden molekyyleihin verrattuna proteiinit ovat todellisia jättiläisiä, jotka sisältävät tuhansia atomeja. Joskus biologit kutsuvat niitä makromolekyyleiksi.
Proteiinit ovat monimutkaisimpia kaikista luomutuotteistarakennukset. Ne kuuluvat polymeerien luokkaan. Jos katsomme polymeerimolekyyliä mikroskoopilla, voimme nähdä, että se on ketju, joka koostuu yksinkertaisemmista rakenteista. Niitä kutsutaan monomeereiksi ja ne toistuvat monta kertaa polymeereissä.
Proteiinien lisäksi on olemassa suuri määrä polymeerejä - kumia, selluloosaa sekä tavallista tärkkelystä. Myös monet polymeerit ovat ihmiskäden luomia - nylon, lavsan, polyeteeni.
Proteiinin muodostuminen
Miten proteiinit muodostuvat? Ne ovat esimerkki orgaanisista aineista, joiden koostumus elävissä organismeissa määräytyy geneettisen koodin mukaan. Niiden synteesissä käytetään suurimmassa osassa tapauksia erilaisia 20 aminohapon yhdistelmiä.
Myös uusia aminohappoja voi muodostua jo silloin, kun proteiini alkaa toimia solussa. Samaan aikaan siitä löytyy vain alfa-aminohappoja. Kuvatun aineen primäärirakenne määräytyy aminohappoyhdisteiden tähteiden sekvenssin mukaan. Ja useimmissa tapauksissa polypeptidiketju kiertyy proteiinin muodostumisen aikana kierteeksi, jonka käänteet sijaitsevat lähellä toisiaan. Vetyyhdisteiden muodostumisen seurauksena sillä on melko vahva rakenne.
Rasvat
Rasvat ovat toinen esimerkki orgaanisesta aineesta. Ihminen tuntee monenlaisia rasvoja: voita, naudan- ja kalarasvaa, kasviöljyjä. Suuria määriä rasvoja muodostuu siemenissäkasvit. Jos kuorittu auringonkukansiemen asetetaan paperiarkille ja painetaan alas, arkille jää öljyinen tahra.
Hiilihydraatit
Hiilihydraatit eivät ole yhtä tärkeitä luonnonvaraisissa eläimissä. Niitä löytyy kaikista kasvien elimistä. Hiilihydraatteja ovat sokeri, tärkkelys ja kuitu. Ne sisältävät runsaasti perunan mukuloita, banaanihedelmiä. Tärkkelyksen havaitseminen perunoista on erittäin helppoa. Reagoiessaan jodin kanssa tämä hiilihydraatti muuttuu siniseksi. Voit varmistaa tämän tiputtamalla hieman jodia perunaviipaleeseen.
Sokeri on myös helppo havaita - ne kaikki maistuvat make alta. Monet tämän luokan hiilihydraatit löytyvät rypäleiden, vesimelonien, melonien ja omenapuiden hedelmistä. Ne ovat esimerkkejä orgaanisista aineista, joita myös tuotetaan keinotekoisissa olosuhteissa. Esimerkiksi sokeri uutetaan sokeriruo'osta.
Ja miten hiilihydraatit muodostuvat luonnossa? Yksinkertaisin esimerkki on fotosynteesiprosessi. Hiilihydraatit ovat orgaanisia aineita, jotka sisältävät useiden hiiliatomien ketjun. Ne sisältävät myös useita hydroksyyliryhmiä. Fotosynteesin prosessissa epäorgaanisten aineiden sokeri muodostuu hiilimonoksidista ja rikistä.
Kuitu
Kuitu on toinen esimerkki orgaanisesta aineesta. Suurin osa siitä löytyy puuvillan siemenistä sekä kasvien varreista ja niiden lehdistä. Kuitu koostuu lineaarisista polymeereistä, sen molekyylipaino vaihtelee 500 tuhannesta 2 miljoonaan.
Puhtaaimmassa muodossaan se edustaaaine, jolla ei ole hajua, makua tai väriä. Sitä käytetään valokuvafilmien, sellofaanin ja räjähteiden valmistukseen. Ihmiskehossa kuitu ei imeydy, mutta se on välttämätön osa ruokavaliota, koska se stimuloi mahan ja suoliston toimintaa.
Orgaaniset ja epäorgaaniset aineet
Orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden muodostumisesta on monia esimerkkejä. Jälkimmäiset tulevat aina mineraaleista - elottomista luonnollisista kappaleista, jotka muodostuvat maan syvyyksissä. Ne ovat myös osa erilaisia kiviä.
Luonnollisissa olosuhteissa epäorgaanisia aineita muodostuu mineraalien tai orgaanisten aineiden tuhoutumisprosessissa. Toisa alta mineraaleista muodostuu jatkuvasti orgaanisia aineita. Esimerkiksi kasvit imevät vettä siihen liuenneilla yhdisteillä, jotka siirtyvät myöhemmin luokasta toiseen. Elävät organismit käyttävät pääasiassa orgaanista ainetta ruokaan.
Syitä monimuotoisuuteen
Usein koululaisten tai opiskelijoiden on vastattava kysymykseen, mistä johtuu orgaanisten aineiden monimuotoisuus. Päätekijä on, että hiiliatomit yhdistetään kahden tyyppisillä sidoksilla - yksinkertaisilla ja moninkertaisilla. Ne voivat myös muodostaa ketjuja. Toinen syy on orgaaniseen aineeseen sisältyvien erilaisten kemiallisten alkuaineiden valikoima. Lisäksi monimuotoisuus johtuu myös allotropiasta - ilmiöstä saman elementin olemassaolosta eri aineissaliitännät.
Ja miten epäorgaaniset aineet muodostuvat? Luonnollisia ja synteettisiä orgaanisia aineita ja niiden esimerkkejä tutkitaan sekä lukioissa että erikoistuvissa korkeakouluissa. Epäorgaanisten aineiden muodostuminen ei ole niin monimutkainen prosessi kuin proteiinien tai hiilihydraattien muodostuminen. Esimerkiksi soodajärvistä on otettu soodaa ikimuistoisista ajoista lähtien. Vuonna 1791 kemisti Nicolas Leblanc ehdotti sen syntetisoimista laboratoriossa liidun, suolan ja rikkihapon avulla. Aikoinaan kaikille nykyään tuttu sooda oli melko kallis tuote. Kokeen suorittamiseksi oli tarpeen polttaa ruokasuola yhdessä hapon kanssa ja sitten syntynyt sulfaatti yhdessä kalkkikiven ja hiilen kanssa.
Toinen esimerkki epäorgaanisista aineista on kaliumpermanganaatti tai kaliumpermanganaatti. Tämä aine saadaan teollisissa olosuhteissa. Muodostusprosessi koostuu kaliumhydroksidiliuoksen ja mangaanianodin elektrolyysistä. Tässä tapauksessa anodi liukenee vähitellen violetin liuoksen muodostuessa - tämä on hyvin tunnettu kaliumpermanganaatti.
