Nagu teate, võib kõik ained jagada kahte suurde kategooriasse – mineraalsed ja orgaanilised. Anorgaaniliste või mineraalsete ainete näiteid võib tuua palju: sool, sooda, kaalium. Kuid mis tüüpi ühendused kuuluvad teise kategooriasse? Orgaanilisi aineid leidub igas elusorganismis.
Valgud
Valgud on orgaanilise aine kõige olulisem näide. Nende hulka kuuluvad lämmastik, vesinik ja hapnik. Lisaks neile võib mõnes proteiinis mõnikord leida ka väävliaatomeid.
Valgud on ühed olulisemad orgaanilised ühendid ja neid leidub looduses kõige sagedamini. Erinev alt teistest ühenditest on valkudel teatud iseloomulikud tunnused. Nende peamine omadus on tohutu molekulmass. Näiteks alkoholi aatomi molekulmass on 46, benseeni 78 ja hemoglobiini 152 000. Võrreldes teiste ainete molekulidega on valgud tõelised hiiglased, mis sisaldavad tuhandeid aatomeid. Mõnikord nimetavad bioloogid neid makromolekulideks.
Valgud on kõige keerukamad orgaanilisedhooned. Need kuuluvad polümeeride klassi. Kui vaatame polümeeri molekuli mikroskoobi all, siis näeme, et tegemist on lihtsamatest struktuuridest koosneva ahelaga. Neid nimetatakse monomeerideks ja neid korratakse polümeerides mitu korda.
Lisaks valkudele on olemas suur hulk polümeere – kummi, tselluloosi, aga ka tavalist tärklist. Samuti on paljud polümeerid loodud inimkätega – nailon, lavsan, polüetüleen.
Valkude moodustumine
Kuidas valgud moodustuvad? Need on näide orgaanilistest ainetest, mille koostis elusorganismides on määratud geneetilise koodiga. Nende sünteesil kasutatakse valdaval enamusel juhtudest erinevaid 20 aminohappe kombinatsioone.
Samuti võivad uued aminohapped tekkida juba siis, kui valk hakkab rakus funktsioneerima. Samal ajal leidub selles ainult alfa-aminohappeid. Kirjeldatud aine esmase struktuuri määrab aminohappeühendite jääkide järjestus. Ja enamasti väändub polüpeptiidahel valgu moodustumise käigus spiraaliks, mille pöörded paiknevad tihed alt üksteise kõrval. Vesinikühendite moodustumise tulemusena on sellel üsna tugev struktuur.
Rasvad
Rasvad on veel üks näide orgaanilisest ainest. Inimene tunneb paljusid rasvu: võid, veise- ja kalarasva, taimeõlisid. Suurtes kogustes tekivad seemnetes rasvadtaimed. Kui kooritud päevalilleseemne asetada paberilehele ja suruda alla, jääb lehele õline plekk.
Süsivesikud
Mitte vähem tähtsad eluslooduses pole süsivesikud. Neid leidub kõigis taimeorganites. Süsivesikute hulka kuuluvad suhkur, tärklis ja kiudained. Nad on rikkad kartulimugulate, banaaniviljade poolest. Tärklist on kartulis väga lihtne tuvastada. Joodiga reageerides muutub see süsivesik siniseks. Saate seda kontrollida, tilgutades kartuliviilule veidi joodi.
Suhkrut on samuti lihtne märgata – need kõik maitsevad magus alt. Paljusid selle klassi süsivesikuid leidub viinamarjade, arbuusi, meloni ja õunapuude viljades. Need on näited orgaanilistest ainetest, mida toodetakse samuti kunstlikes tingimustes. Näiteks suhkrut ekstraheeritakse suhkruroost.
Ja kuidas tekivad süsivesikud looduses? Lihtsaim näide on fotosünteesi protsess. Süsivesikud on orgaanilised ained, mis sisaldavad mitme süsinikuaatomi ahelat. Need sisaldavad ka mitmeid hüdroksüülrühmi. Fotosünteesi käigus tekib süsinikmonooksiidist ja väävlist anorgaaniliste ainete suhkur.
Fiber
Kiudained on veel üks näide orgaanilisest ainest. Suurem osa sellest leidub puuvillaseemnetes, aga ka taimevartes ja nende lehtedes. Kiud koosneb lineaarsetest polümeeridest, selle molekulmass jääb vahemikku 500 tuhat kuni 2 miljonit.
Puhtal kujul esindab seeaine, millel puudub lõhn, maitse ja värvus. Seda kasutatakse fotofilmide, tsellofaani, lõhkeainete valmistamisel. Inimese kehas kiudained ei imendu, kuid on dieedi vajalik osa, kuna stimuleerivad mao ja soolte tööd.
Orgaanilised ja anorgaanilised ained
Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete tekke kohta on palju näiteid. Viimased pärinevad alati mineraalidest – elututest looduslikest kehadest, mis tekivad maa sügavustes. Need on ka osa erinevatest kivimitest.
Looduslikes tingimustes tekivad mineraalide või orgaaniliste ainete hävimise käigus anorgaanilised ained. Seevastu mineraalidest tekivad pidev alt orgaanilised ained. Näiteks imavad taimed vett koos selles lahustunud ühenditega, mis seejärel liiguvad ühest kategooriast teise. Elusorganismid kasutavad toiduks peamiselt orgaanilist ainet.
Mitmekesisuse põhjused
Sageli peavad koolilapsed või üliõpilased vastama küsimusele, mis on orgaaniliste ainete mitmekesisuse põhjused. Peamine tegur on see, et süsinikuaatomid on omavahel ühendatud, kasutades kahte tüüpi sidemeid – lihtsaid ja mitmekordseid sidemeid. Nad võivad moodustada ka ahelaid. Teine põhjus on orgaanilises aines sisalduvate erinevate keemiliste elementide mitmekesisus. Lisaks on mitmekesisus tingitud ka allotroopiast – sama elemendi olemasolust erinevatesühendused.
Ja kuidas tekivad anorgaanilised ained? Looduslikke ja sünteetilisi orgaanilisi aineid ning nende näiteid õpitakse nii gümnaasiumis kui ka spetsialiseeritud kõrgkoolides. Anorgaaniliste ainete teke ei ole nii keeruline protsess kui valkude või süsivesikute teke. Näiteks on inimesed soodajärvedest soodat ammutanud juba ammusest ajast. 1791. aastal tegi keemik Nicolas Leblanc ettepaneku sünteesida see laboris kriidi, soola ja väävelhappe abil. Kunagi oli tänapäeval kõigile tuttav sooda üsna kallis toode. Katse läbiviimiseks oli vaja süüdata lauasool koos happega ning seejärel süüdata saadud sulfaat koos lubjakivi ja söega.
Teine näide anorgaanilistest ainetest on kaaliumpermanganaat või kaaliumpermanganaat. Seda ainet saadakse tööstuslikes tingimustes. Moodustamisprotsess seisneb kaaliumhüdroksiidi lahuse ja mangaananoodi elektrolüüsis. Sel juhul lahustub anood järk-järgult violetse lahuse moodustumisega – see on hästi tuntud kaaliumpermanganaat.
