ყოველდღიური ქიმიური ნაერთების კვალდაკვალ
პროექტის შესახებ
Compound Interest | თარგმანი: ლაშა ხუციშვილი
თუ ოდესმე შამპუნის, სარეცხი ფხვნილის ან სხვა საშუალებების შემადგენლობა წაგიკითხავთ, მაშინ ორგანული ნაერთების სია გინახავთ. ქიმიკოსებისთვის ეს სახელები ასახავენ მოლეკულის ზუსტ შედგენილობას, არაქიმიკოსებისთვის ეს სახელები გაუშიფრავი კოდივითაა ხოლმე. გადავხედოთ ორგანული ნაერთების დასახელების პრინციპებს და „გავტეხოთ“ ეს კოდი.
აღსანიშნავია, რომ მხოლოდ მოცემული ინფოგრაფიკა საკმარისი არაა იმისათვის, რომ ყველა ორგანული ნაერთის გაშიფვრა შეძლოთ. მათი დასახელება ზოგჯერ საკმაოდ რთულია და, როდესაც ამ წესებით დასახელებული ნაერთი რთული წარმოსათქმელია, ქიმიკოსები ხშირად ამ ნაერთს მოკლე სახელს არქმევენ ხოლმე დამახსოვრების და ყოველდღიურად გამოყენების მიზნით, მაგალითად: (S)-3-[1-მეთილპიროლიდინ-2-ილ]პირიდინი ცნობილია, როგორც ნიკოტინი. ამ ინფოგრაფიკის მიზანია, რომ წარმოდგენა შეექმნას მკითხველს, თუ რა პრინციპით სახელდება ორგანული ნივთიერებები.
მომავალში შემოგთავაზებთ ინფოგრაფიკას ფუნქციურ ჯგუფებსა და იზომერიაზე.
ნაერთთა დასახელება, ორგანული ქიმია
Compound Interest | თარგმანი: ლაშა ხუციშვილი
ვალენტინობის დღესთან ყველაზე მეტად ვარდები ასოცირდება ხოლმე. ვნახოთ რა ნაერთები არიან პასუხისმგებელნი ვარდების ფერსა და არომატზე.
ფერი
ტრადიციულად, ვალენტინობის დღის სტანდარტად წითელი ვარდები ითვლება, თუმცა, როგორც იცით, ვარდი მხოლოდ წითელი არაა. ვარდის ზუსტი ფერი დამოკიდებულია კონკრეტულ პიგმენტის მოლეკულებზე, რომლებიც ყვავილის ფურცლებში შედიან. ეს მოლეკულები შემდეგი ორიდან ერთ-ერთ კლასში შედიან: ანთოციანინები და კაროტინოიდები.
კაროტინოიდები ფერადი ნაერთებია, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ყვითელ და ნარინჯისფერ ფერზე. ალბათ, ყველაზე ცნობილი წევრი ბეტა-კაროტინია - ნაერთი, რომელიც სტაფილოს ნარინჯისფერ ფერს სძენს, თუმცაღა აღსანიშნავია, რომ ეს ნაერთი არაერთ მცენარეში შედის, მათ შორის პომიდორსა და წიწაკაში. ვარდი ბევრ სხვადასხვა კაროტინოიდის შეიცავს - 1991 წელს გამოქვეყნებული ნაშრომის მიხედვით, ვარდში 75-ზე მეტი კაროტინოიდია აღმოჩენილი.
მსგავსი მრავალფეროვნება მიუთითებს იმაზე, რომ სხვადასხვა ვარდი სხვადასხვა კაროტინოიდებს შეიცავს, რომლებიც ფერს განაპირობებენ. ამ კაროტინოიდებიდან ზოგიერთი მხოლოდ ვარდებისთვისაა დამახასიათებელი, ხოლო ზოგიერთი სხვა მცენარესა თუ ცხოველშიცაა აღმოჩენილი. ერთ-ერთი საინტერესო მაგალითი გალოქსანთინია, რომელიც ზოგიერთი ვარდის შემადგენლობაში შედის. ეს ნაერთი მანამდე გამოყოფილი იქნა ფრინველების თვალის ბადურადან, ეს იმაზე მიუთითებს, რომ ვარდები და ფრინველებიც ფლობენ ერთი და იმავე ენზიმს, რომელიც კაროტინოიდებზე მოქმედებს.
როდესაც საუბარი წითელ ვარდებზეა, ქიმიური თვალსაზრისით, სურათი მარტივდება. მიუხედავად იმისა, რომ ანთოციანინები არაერთი სახის არსებობს, მათი მრავალფეროვნება კაროტინოიდებთან შედარებით უჩვეულოდ ლიმიტირებულია. ზოგიერთი ყველაზე გავრცელებული ნაერთი, რომლებიც წითელ ფერზე არიან პასუხისმგებელნი ციანინი და პელარგონინია. უფერო ნაერთების ფერად ნაერთებთან ურთიერთქმედებას „კოპიგმენტაციას“ უწოდებენ. კოპიგმენტაციამ შეიძლება დიდი გავლენა იქონიოს ვარდის ფერზე.
არომატი
ვარდის არომატი ისევე კომპლექსურადაა წარმოდგენილი, როგორც მისი ფერი. ისევ და ისევ, მხოლოდ ერთი ნაერთი არ განაპირობებს ვარდის მოტკბო არომატს. ეს ნაერთები ხშირად ძალზე მცირე რაოდენობით არიან ხოლმე წარმოდგენილნი. მიუხედავად ამისა, ეს ნივთიერებები არომატზე უზარმაზარ გავლენას ახდენენ, რადგან ბევრ მათგანს მცირე აქვს „ოდორანტული ზღვარი“ - მინიმალური რაოდენობა, რომელიც საჭიროა იმისათვის, რომ ადამიანმა შეიგრძნოს ნაერთის სუნი.
ზოგიერთ მნიშვნელოვან ‘არომატიზატორს’ სპეციფიკური სახელი აქვს. (-)-ცის-ვარდის ოქსიდი ტიპური ვარდის სუნს განაპირობებს. ადამიანის ცხვირს ამ ნაერთის დეტექტირება ძალზე მცირე კონცენტრაციებზეც შეუძლია - 5 მემილიარდედ (5 ppb) ნაწილზეც კი. უფრო ნათლად რომ ვთქვათ, ერთი მემილიარდედი ნაწილი დაახლოებით არის ნახევარი ჩაის კოვზი წყლის რაოდენობა ოლიმპიური აუზის წყლის რაოდენობასთან შედარებით.
სხვა ნაერთები, რომლებიც ვარდის არომატს განაპირობებენ ვარდის კეტონებია - ნაერთთა კლასი, რომლის წარმომადგენლები არიან: ბეტა-დამასცენონი, ბეტა-დამასკონი და ბეტა-იონონი. ტერპენების კლასიც მონაწილეობს სუნის წარმოქმნაში; მათ შორისა არიან გერანიოლი, ნეროლი, ციტრონელოლი და ფარნეზოლი. ეს ნაერთები მხოლოდ ვარდებისთვის დამახასიათებელი არაა, რადგან ისინი სხვა ყვავილების არომატებსაც განაპირობებენ.
ბიბლიოგრაფია და დამატებითი საკითხავი:
- The chemistry of rose pigments (£) – C H Eugster and E Marki-Fischer;
- Anthocyanins and carotenoids, major pigments of roses – J Lachman and others;
- The scent of roses and beyond: Molecular structures, analysis, and practical applications (£) – A Mannschreck and E von Angerer;
- Rose aroma – J C Leffingwell.
ვალენტინობის დღე, ქიმია, ბიოქიმია, ყვავილები, ბაღი, მცენარეები
Compound Interest | თარგმანი: ლაშა ხუციშვილი
პლასტმასებს ყოველდღიურ ცხოვრებაში მუდმივად ვაწყდებით. სიტყვა „პლასტმასი“ მოიცავს სხვადასხვა ქიმიური ნაერთის ვრცელ სპექტრს. ამ ინფოგრაფიკის საშუალებით, გავეცნოთ მათ ქიმიურ სტრუქტურებსა და გამოყენებას.
თითოეული პლასტმასი ერთიანდება ნაერთთა ოჯახში სახელად „პოლიმერები“. პოლიმერები მოლეკულური ერთეულების - მონომერებისგან წარმოიქმნებიან. მონომერები სხვადასხვა სახის ნაერთები შეძლება იყოს, თუმცა კონკრეტული პოლიმერი როგორც წესი, ერთი ან ორი ტიპის მონომერისგან წარმოიქმნება ხოლმე. პოლიმერების წარმოქმნა ხდება მონომერების ერთმანეთთან შეერთებით. ეს შეიძლება შევადაროთ ქაღალდის სამაგრებისგან აწყობილ ჯაჭვს: ქაღალდის თითოეული სამაგრი წარმოადგენს მონომერს, ხოლო აწყობილი ჯაჭვი - პოლიმერს.
სიცხადისთვის მოვიყვანოთ მარტივი მაგალითი. პოლიეთენი არის პილიმერი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება “საშოპინგე” ჩანთების, პლასტმასის გადასაკვრელების და ზოგიერთი სათამაშოს დასამზადებლად. მისი წარმოქმნა ხდება ბევრი მცირე მონომერისგან, რომლებიც ეთენის (ტრივიალურად: ეთილენი) მოლეკულას წარმოადგენენ. მაღალი წნევისა და ტემპერატურის პირობებში ჟანგბადის, როგორც კატალიზატორის, თანაობისას ეთენში შემავალ ნახშირბადებს შორის არსებული ერთ-ერთი ბმა წყდება, რაც საშუალებას აძლევს მოლეკულას სხვა ეთენის მოლეკულებს დაუკავშირდეს. ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაში n 20 000-საც შეიძლება უდრიდეს, რაც იმას ნიშნავს, რომ შესაძლებელია, პოლიმერი 20 000 ეთენის მოლეკულისგან წარმოიქმნას.
პირობების ცვლილებით შესაძლებელია ერთი და იმავე პოლიმერის სხვადასხვა ვერსიის, წარმოქმნაა შესაძლებელი, რომლებსაც განსხვავებული თვისებები ექნებათ. მაგალითად, პოლიეთენის ძირითადად ორი სახე არსებობს: მაღალი სიმკვრივის პოლიეთენი (HDPE) და დაბალი სიმკვრივის პოლიეთენი (LDPE). როგორც აღვნიშნე, მონომერის ცვლილებაც ახალი პოლიმერის წარმოქმნის საშუალებას მოგვცემს, მაგალითად, თუ მონომერად პროპენს (ტრივიალური: პროპილენი) გამოვიყენებთ, ნაცვლად ეთენისა, მივიღებთ პოლიპროპენს.
ზოგიერთი პოლიმერი მხოლოდ აბრევიატურებით ან საბაზრო/სავაჭრო სახელითაა უფრო ცნობილი, ვიდრე სრული ქიმიური სახელებით. მაგალითად, არაქიმიკოსი ადამიანი ალბათ სახელს: პოლიტეტრაფთორეთენი, ვერ ამოიცნობს, თუმცა დიდი შანსია, რომ საბაზრო სახელი - ტეფლონი გაუგია. ანალოგიურად, პლასტმასი სახელად პოლიეთილენის ტერეფტალატი, რომელსაც ძირითადად იყენებენ წყლის ბოთლების დასამზადებლად, აბრევეატურა PET-ითაა ცნობილი. მას, აგრეთვე, იყენებენ ზოგიერთი ტანსაცმლის დასამზადებლადაც. ამ სფეროში აღნიშნულ პოლიმერს უბრალოდ „პოლიესტერის“ სახელით მოიხსენიებენ ხოლმე (აღსანიშნავია, რომ პოლიესტერები სინამდვილეში პოლიმერების ერთ-ერთი ოჯახია და არა კონკრეტული პოლიმერი).
მაშ, პლასტმასების შედგენილობა გავარკვიეთ... მაგრამ რა არის იმ მოლეკულის წარმომავლობა, რომლისგანაც ეს პოლიმერები მზადდება? პასუხია: ნედლი ნავთობი. მსოფლიოში არსებული ნავთობის 5% მიდის პლასტმასების წარმოებაში. ნედლ ნავთობში დაახლოებით 40 სხვადასხვა ძირითადი ნაერთია, რომლებიც სხვა ნივთიერებების, მათ შორის პოლიმერების, სინთეზში მონაწილეობენ.
შეიძლება გაგიგიათ სიტყვა პიკის ზეთი/ნავთობი. ესაა დრო, როდესაც ხდება გლობალური ნავთობის მოპოვების პიკი. იმ შემთხვევაში თუ ნავთობის რესურსი ამოიწურება, რა თქმა უნდა, პლასტმასის წარმოებასაც ვერ შევძლებთ. შესაბამისად, იმ ყოველდღიური ნივთების, რომლებიც ინფოგრაფიკაზეა მოცემული, ახალი პროდუქტით ჩანაცვლება მოგვიწევს.
კიდევ ერთი პრობლემა, რომელიც პლასტმასებს აქვთ, მათი დაგროვება და გადამუშავებაა. უმეტესი პლასტმასი არაა ბიოდეგრადირებადი, რაც იმას ნიშნავს, მხოლოდ მზის ულტრაიისფერი სხივების გავლენით მათ დაშლას ათასობით წელი დასჭირდება. რასაკვირველია, ეს რიცხვი დაახლოებითი შეფასებაა, რამდენადაც პლასტმასს არც ისე დიდი ხანია იყენებს კაცობრიობა. მაშასადამე, მათი გადამუშავება პრობლემას წარმოადგენს, ხოლო ზოგიერთი მეთოდი, მაგალითად, პლასტმასების დაწვა, ზოგიერთ შემთხვევაში, წარმოქმნის ტოქსიკურ აირებს. სწორედ ამის გამოა, რომ პლასტმასების რეციკლირება აუცილებელია.
საბოლოოდ, აღსანიშნავია, რომ პოლიმერებს მხოლოდ ადამიანები არ ამზადებენ. დნმ ბუნებრივი პოლიმერია, ცელულოზასთან და ლიგნინთან ერთად...
ბიბლიოგრაფია და დამატებითი საკითხავი:
- From oil to plastic– Bayer Material Science;
- Plastics– American Chemical Council.
მასალა, ორგანული ქიმია, პოლიმერი, პოლიმერები, რეციკლირება, გადამუშავება, პოლიმერიზაცია
ჩვენი სტუმრები
სწრაფი ბმულები
