Kuongezeka kwa kasi ya mmenyuko na halijoto inayoongezeka kwa kawaida hubainishwa na mgawo wa halijoto wa kasi ya majibu, nambari inayoonyesha ni mara ngapi kasi ya majibu fulani huongezeka wakati halijoto ya mfumo inapoongezeka kwa 10°C. Mgawo wa joto athari mbalimbali tofauti. Katika halijoto ya kawaida, thamani yake kwa athari nyingi huanzia 2... 4.
Mgawo wa halijoto huamuliwa kwa mujibu wa kanuni inayoitwa “van't Hoff rule”, ambayo inaonyeshwa kihisabati na mlinganyo.
v 2 /v 1 = g ( T 2 - T 1)/10 ,
Wapi v 1 na v 2 – viwango vya mmenyuko kwa joto T 1 na T 2; g ni mgawo wa halijoto ya majibu.
Kwa hiyo, kwa mfano, ikiwa g = 2, basi wakati T 2 - T 1 = 50°C v 2 /v 1 = 2 5 = 32, i.e. mwitikio uliharakisha mara 32, na kuongeza kasi hii haitegemei kwa njia yoyote juu ya maadili kamili. T 1 na T 2, lakini tu kwa tofauti zao.
Nishati ya uanzishaji, tofauti kati ya nishati ya wastani ya chembe (molekuli, itikadi kali, ayoni, n.k.) zinazoingia katika kitendo cha msingi cha mmenyuko wa kemikali na wastani wa nishati ya chembe zote katika mfumo wa kuitikia. Kwa athari mbalimbali za kemikali E. a. inatofautiana sana - kutoka kadhaa hadi ~ 10 j./mol. Kwa mmenyuko sawa wa kemikali, thamani ya E. a. inategemea aina ya kazi za usambazaji wa molekuli kulingana na nguvu za mwendo wao wa kutafsiri na digrii za ndani za uhuru (elektroniki, vibrational, mzunguko). Kama thamani ya takwimu ya E. a. inapaswa kutofautishwa na kizingiti cha nishati, au kizuizi cha nishati, - kiwango cha chini cha nishati ambacho jozi moja ya chembe zinazogongana lazima iwe nayo ili majibu ya kimsingi kutokea.
Arrhenius equation, utegemezi wa joto wa kiwango cha mara kwa mara Kwa kemia ya msingi majibu:
ambapo A ni kipengele cha kielelezo cha awali (kipimo kinapatana na kipimo k), E a- nishati ya uanzishaji, kwa kawaida kuchukua chanya. maadili, T-abs. joto, k-Boltzmann mara kwa mara. Ni desturi kutoa E a si kwa molekuli. na kwa idadi ya chembe N A= 6.02 * 10 23 (Avogadro ya mara kwa mara) na imeonyeshwa kwa kJ / mol; katika visa hivi katika mlinganyo wa Arrhenius thamani k kubadilishwa na gesi mara kwa mara R. Grafu ya 1nk dhidi ya 1 /kT(Arrhenius njama) - mstari wa moja kwa moja, mteremko hasi ambao umedhamiriwa na nishati ya uanzishaji. E a na sifa chanya. utegemezi wa joto Kwa.
Kichocheo - dutu ya kemikali, ambayo huharakisha majibu, lakini si sehemu ya bidhaa za majibu. Kiasi cha kichocheo, tofauti na vitendanishi vingine, haibadilika baada ya majibu. Ni muhimu kuelewa kwamba kichocheo kinahusika katika majibu. Kutoa njia ya haraka ya majibu, kichocheo humenyuka na nyenzo ya kuanzia, matokeo ya kati hupitia mabadiliko na hatimaye hugawanywa katika bidhaa na kichocheo. Kisha kichocheo humenyuka tena na nyenzo ya kuanzia, na mzunguko huu wa kichocheo hurudia (hadi mara milioni) [ chanzo?] inarudiwa.
Vichocheo vimegawanywa katika zenye homogeneous Na tofauti. Kichocheo cha homogeneous iko katika awamu sawa na vitu vinavyoathiri, kichocheo cha kutofautiana kinaunda awamu ya kujitegemea, ikitenganishwa na interface kutoka kwa awamu ambayo vitu vinavyoathiri ziko. Vichocheo vya kawaida vya homogeneous ni asidi na besi. Metali, oksidi zao na sulfidi hutumiwa kama vichocheo tofauti.
Maitikio ya aina moja yanaweza kutokea kwa vichocheo vya homogeneous na tofauti. Hivyo, pamoja na ufumbuzi wa asidi, wale wanao mali ya asidi imara Al 2 O 3, TiO 2, ThO 2, aluminosilicates, zeolites. Vichocheo tofauti na mali ya msingi: CaO, BaO, MgO.
Vichocheo vya heterogeneous, kama sheria, vina uso uliokuzwa sana, ambao husambazwa kwenye mtoaji wa ajizi (gel ya silika, oksidi ya alumini, kaboni iliyoamilishwa nk).
Kwa kila aina ya majibu, vichocheo fulani tu vinafaa. Mbali na wale waliotajwa tayari asidi-msingi, kuna vichocheo kupunguza oxidation; wao ni sifa ya kuwepo kwa chuma cha mpito au kiwanja chake (Co +3, V 2 O 5 + MoO 3). Katika kesi hiyo, catalysis inafanywa kwa kubadilisha hali ya oxidation ya chuma cha mpito.
Mfumo wa kutawanya- haya ni maumbo ya awamu mbili au zaidi (miili) ambayo haipatikani kabisa au kivitendo na haifanyiki kemikali kwa kila mmoja. Ya kwanza ya vitu ( awamu iliyotawanywa) kusambazwa vizuri katika pili ( njia ya utawanyiko) Ikiwa kuna awamu kadhaa, zinaweza kutengwa kutoka kwa kila mmoja kimwili (centrifuge, tofauti, nk).
Mifumo ya kawaida iliyotawanywa ni suluhisho la colloidal au soli. Mifumo iliyotawanyika pia inajumuisha kesi ya kati iliyotawanywa imara ambayo awamu ya kutawanywa iko.
Wengi uainishaji wa jumla mifumo iliyotawanywa inategemea tofauti katika hali ya mkusanyiko wa kati ya utawanyiko na awamu ya kutawanywa. Mchanganyiko wa aina tatu za hali ya mkusanyiko hufanya iwezekanavyo kutofautisha aina tisa za mifumo iliyotawanywa. Kwa ufupi, kawaida huonyeshwa na sehemu, nambari ambayo inaonyesha awamu iliyotawanywa, na denominator inaonyesha kati ya utawanyiko, kwa mfano, kwa mfumo wa "gesi katika kioevu" jina la G / L linakubaliwa.
Suluhisho za Colloidal. Hali ya colloidal ni tabia ya vitu vingi ikiwa chembe zao zina ukubwa kutoka 1 hadi 500 nm. Ni rahisi kuonyesha kwamba jumla ya uso wa chembe hizi ni kubwa sana. Ikiwa tunadhania kuwa chembe zina sura ya mpira na kipenyo cha nm 10, basi kwa jumla ya kiasi cha hizi. chembe 1 cm 3 watakuwa na
eneo la uso ni karibu 10 m2. Kama ilivyoelezwa hapo awali, safu ya uso ina sifa ya nishati ya uso na uwezo wa kutangaza chembe fulani, ikiwa ni pamoja na ions.
kutoka kwa suluhisho. Kipengele cha tabia chembe za colloidal ni uwepo wa malipo juu ya uso wao kutokana na adsorption ya kuchagua ya ions. Chembe ya colloidal ina muundo tata. Inajumuisha msingi, ioni za adsorbed, counter-ions na kutengenezea. Kuna lyophilic (mwongozo.
corophilic) colloids, ambapo kutengenezea huingiliana na nuclei ya chembe, polyphobic (hydrophobic) colloids, ambayo kutengenezea haiingiliani na nuclei.
chembe chembe. Kimumunyisho kinajumuishwa katika muundo wa chembe za hydrophobic tu kama ganda la utatuzi la ioni za adsorbed au mbele ya vidhibiti (viboreshaji) vilivyo na sehemu za lyophobic na lyophilic.
Hapa kuna mifano ya chembe za colloidal:
Jinsi gani. inaweza kuonekana kuwa msingi unajumuisha mkusanyiko wa umeme wa neutral wa chembe na ioni za adsorbed za vipengele vinavyounda msingi (katika mifano hii, Ag +, HS-, Fe 3+ ions). Mbali na msingi, chembe ya colloidal ina counterions na molekuli za kutengenezea. Ions za adsorbed na counterions na kutengenezea huunda safu ya adsorbed. Jumla ya malipo ya chembe ni sawa na tofauti katika malipo ya ioni za adsorbed na counterions. Karibu na chembe kuna tabaka za kueneza za ions, malipo ambayo ni sawa na ya chembe ya colloidal. Chembe ya colloidal na tabaka zilizoenea huunda micelle isiyo na umeme
Miseli(kupungua kutoka lat. mika- chembe, nafaka) - chembe ndani mifumo ya colloidal, inajumuisha msingi mdogo sana, usio na kati, unaozungukwa na shell ya utulivu wa ioni za adsorbed na molekuli za kutengenezea. Kwa mfano, micelle ya sulfidi ya arseniki ina muundo:
((Kama 2 S 3) m nHS − (n-x)H + ) x- xH +
Ukubwa wa wastani wa micelles ni kutoka cm 10−5 hadi 10−7.
Kuganda- mgawanyiko wa suluhisho la colloidal katika awamu mbili - kutengenezea na gelatinous molekuli, au unene wa suluhisho kama matokeo ya upanuzi wa chembe za dutu iliyoyeyushwa.
Peptization ni mchakato wa mpito wa sediment ya colloidal au gel ndani ya suluhisho la colloidal chini ya hatua ya kioevu au vitu vilivyoongezwa ndani yake ambavyo vinaingizwa vizuri na sediment au gel, katika kesi hii inayoitwa peptizers (kwa mfano, peptization ya mafuta chini ya gel). ushawishi wa bile).
Peptization - mgawanyiko wa chembe za gel (jeli) au mchanga huru chini ya ushawishi. vitu fulani- peptizers baada ya kuganda kwa ufumbuzi wa colloidal. Kama matokeo ya peptization, sediment (au gel) inakuwa imesimamishwa.
SULUHISHO, mifumo ya awamu moja inayojumuisha vipengele viwili au zaidi. Kwa mujibu wa hali yao ya mkusanyiko, ufumbuzi unaweza kuwa imara, kioevu au gesi.
Umumunyifu, uwezo wa dutu kutengeneza michanganyiko ya homogeneous na dutu nyingine (au dutu) na mgawanyiko uliotawanywa wa vipengele (angalia Suluhisho). Kwa kawaida, kutengenezea ni dutu ambayo fomu safi ipo katika hali sawa ya kujumlisha kama suluhisho linalotokana. Ikiwa kabla ya kufutwa vitu vyote viwili vilikuwa katika hali sawa ya mkusanyiko, kutengenezea huchukuliwa kuwa dutu iliyopo kwenye mchanganyiko kwa kiasi kikubwa zaidi.
Umumunyifu imedhamiriwa na mshikamano wa kimwili na kemikali wa molekuli za kutengenezea na solute, uwiano wa nishati ya mwingiliano wa vipengele vya homogeneous na tofauti vya ufumbuzi. Kama sheria, misombo sawa ya mwili ni mumunyifu sana kwa kila mmoja. na chem. sifa za dutu (kanuni ya kijaribio "kama huyeyuka katika kama"). Hasa, vitu vinavyojumuisha molekuli za polar na vitu vilivyo na aina ya ionic ya dhamana vinayeyuka vizuri. katika vimumunyisho vya polar (maji, ethanol, amonia ya kioevu), na vitu visivyo na polar vinayeyuka vizuri. katika vimumunyisho visivyo vya polar (benzene, disulfidi kaboni).
Umumunyifu ya dutu hii inategemea joto na shinikizo sambamba kanuni ya jumla usawa wa kuhama (tazama kanuni ya Le Chatelier-Brown). Mkusanyiko wa ufumbuzi uliojaa chini ya hali fulani huamua kwa nambari R. ya dutu katika kutengenezea fulani na pia inaitwa. umumunyifu. Suluhisho zilizojaa sana zina kiasi kikubwa cha dutu iliyoyeyushwa kuliko inavyolingana na umumunyifu wake; ugumu wa kufanya fuwele (tazama Nucleation awamu mpya) Ili kuashiria umumunyifu wa vitu visivyo na mumunyifu, bidhaa ya shughuli za PA hutumiwa (kwa suluhisho karibu na mali zao kuwa bora - bidhaa ya umumunyifu PR).
Kiwango cha joto na majibu
Kwa joto la kudumu, majibu yanawezekana ikiwa molekuli zinazoingiliana zina kiasi fulani cha nishati. Arrhenius aliita hii nishati ya ziada nishati ya uanzishaji , na molekuli zenyewe imeamilishwa.
Kulingana na kiwango cha Arrhenius mara kwa mara k na nishati ya uanzishaji E a yanahusiana na uhusiano unaoitwa Arrhenius equation:
Hapa A- sababu ya awali ya kielelezo; R- gesi ya ulimwengu wote; T- joto kabisa.
Kwa hiyo, kwa joto la mara kwa mara, kiwango cha majibu huamua E a. zaidi E a, ndivyo idadi ya molekuli hai inavyopungua na jinsi mmenyuko unavyoendelea polepole. Wakati wa kupungua E a kasi huongezeka, na wakati E a= 0 majibu hutokea papo hapo.
Ukubwa E a inabainisha asili ya dutu inayofanya kazi na imedhamiriwa kwa majaribio kutoka kwa utegemezi k = f(T) Baada ya kuandika equation (5.3) katika mfumo wa logarithmic na kuisuluhisha kwa viwango vya joto katika viwango viwili vya joto, tunapata E a:
γ ni mgawo wa joto wa kiwango cha mmenyuko wa kemikali. Utawala wa Van't Hoff una matumizi mdogo, kwani thamani ya γ inategemea joto, na nje ya kanda E a= 50–100 kJ ∙ mol -1 sheria hii haitumiki kabisa.
Katika Mtini. 5.4 inaweza kuonekana kuwa nishati iliyotumiwa kuhamisha bidhaa za awali kwa hali ya kazi (A* - iliyoamilishwa changamano) basi hutolewa kikamilifu au sehemu tena wakati wa mpito kwa bidhaa za mwisho. Tofauti ya nishati kati ya bidhaa za awali na za mwisho huamua Δ H mmenyuko ambao hautegemei nishati ya uanzishaji.
Kwa hivyo, njiani kutoka hali ya awali hadi mfumo wa mwisho lazima kushinda kizuizi cha nishati. Ni molekuli tu zinazofanya kazi ambazo wakati wa mgongano zina nishati ya ziada inayohitajika E a, inaweza kushinda kizuizi hiki na kuingia katika mwingiliano wa kemikali. Kwa kuongezeka kwa joto, uwiano wa molekuli hai katika kati ya majibu huongezeka.
Sababu ya awali ya kielelezoA inabainisha jumla ya idadi ya migongano. Kwa athari na molekuli rahisi A karibu na ukubwa wa mgongano wa kinadharia Z, i.e. A = Z, iliyohesabiwa kutoka kwa nadharia ya kinetic ya gesi. Kwa molekuli tata A ≠ Z, kwa hiyo ni muhimu kuanzisha sababu ya steric P:
Hapa Z- idadi ya migongano yote; P- idadi ya migongano ambayo inafaa kwa anga (inachukua maadili kutoka 0 hadi ) - sehemu ya migongano inayofanya kazi, i.e., migongano inayofaa kwa nguvu.
Kipimo cha kiwango cha mara kwa mara kinapatikana kutoka kwa uhusiano
Kuchambua usemi (5.3), tunafikia hitimisho kwamba kuna uwezekano mbili za kimsingi za kuharakisha majibu:
a) ongezeko la joto;
b) kupungua kwa nishati ya uanzishaji.
Matatizo na vipimo kwenye mada "Kinetiki za kemikali. Kiwango cha joto na majibu"
- Kiwango cha mmenyuko wa kemikali. Vichocheo - Uainishaji wa athari za kemikali na mifumo ya matukio yao, darasa la 8-9
Masomo: Kazi 5: Majaribio 8: 1
Mambo yanayoathiri majibu
Katika mwili wa mwanadamu, maelfu ya athari za enzymatic hufanyika katika seli hai. Walakini, katika mlolongo wa michakato ya hatua nyingi, tofauti kati ya viwango vya athari za mtu binafsi ni kubwa sana. Kwa hivyo, awali ya molekuli za protini katika seli hutanguliwa na angalau hatua mbili zaidi: awali ya uhamisho wa RNA na awali ya ribosomes. Lakini wakati ambapo mkusanyiko wa molekuli za t-RNA huongezeka mara mbili ni dakika 1.7, molekuli za protini - dakika 17, na ribosomes - dakika 170. Kiwango cha mchakato wa jumla wa hatua ya polepole (kikomo), kwa mfano wetu - kiwango cha awali cha ribosome. Kuwepo kwa mmenyuko wa kuzuia hutoa kuegemea juu na kunyumbulika katika kudhibiti maelfu ya athari zinazotokea kwenye seli. Inatosha kufuatilia na kudhibiti tu wale polepole zaidi. Njia hii ya kudhibiti kiwango cha usanisi wa hatua nyingi inaitwa kanuni ya chini. Inakuruhusu kurahisisha kwa kiasi kikubwa na kufanya mfumo wa udhibiti wa kiotomatiki kwenye ngome kuwa wa kuaminika zaidi.
Uainishaji wa athari zinazotumiwa katika kinetics: athari, homogeneous, heterogeneous na microheterogeneous; athari ni rahisi na ngumu (sambamba, mlolongo, mshikamano, mnyororo). Molekuli ya kitendo cha msingi cha mmenyuko. Milinganyo ya kinetic. Agizo la majibu. Nusu ya maisha
Athari ndogo ndogo -
Masi ya mmenyuko imedhamiriwa na idadi ya molekuli zinazoingia katika mwingiliano wa kemikali katika mmenyuko wa kimsingi. Kwa msingi huu, athari imegawanywa katika monomolecular, bimolecular na trimolecular.
Halafu athari za aina A -> B zitakuwa monomolecular, kwa mfano:
a) C 16 H 34 (t ° C) -> C g H 18 + C 8 H 16 - mmenyuko wa kupasuka kwa hidrokaboni;
b) CaC0 3 (t°C) -> CaO + C0 2 - mtengano wa joto wa calcium carbonate.
Matendo ya aina A + B -> C au 2A -> C - ni molekuli mbili, kwa mfano:
a) C + 0 2 -> C0 2; b) 2H 2 0 2 -> 2H 2 0 + 0 2, nk.
Athari za trimolecular zinaelezewa na milinganyo ya jumla kama vile:
a) A + B + C D; b) 2A + B D; c) 3A D.
Kwa mfano: a) 2H 2 + 0 2 2H 2 0; b) 2 HAPANA + H 2 N 2 0 + H 2 0.
Kiwango cha athari, kulingana na molekuli, kitaonyeshwa na equations: a) V = kwa CA - kwa mmenyuko wa monomolecular; b) V = kwa C A C ndani au c) V = hadi C 2 A - kwa mmenyuko wa bimolecular; d) V = k C C katika C e e) V = k C 2 A C ndani au f) V = k C 3 A - kwa mmenyuko wa trimolecular.
Molekuli ni idadi ya molekuli inayojibu katika kitendo kimoja cha msingi cha kemikali.
Mara nyingi molekuli ya mmenyuko ni vigumu kuanzisha, hivyo ishara rasmi zaidi hutumiwa - utaratibu wa mmenyuko wa kemikali.
Agizo la majibu sawa na jumla viashiria vya viwango vya mkusanyiko katika equation inayoonyesha utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye mkusanyiko wa viitikio (mlinganyo wa kinetic).
Mpangilio wa mmenyuko mara nyingi hauendani na molekuli kwa sababu ya ukweli kwamba utaratibu wa athari, i.e., "tendo la kimsingi" la mmenyuko (angalia ufafanuzi wa ishara ya molekuli), ni ngumu kuanzisha.
Wacha tuchunguze mifano kadhaa inayoonyesha msimamo huu.
1. Kiwango cha kuyeyuka kwa fuwele kinaelezewa na milinganyo ya kinetiki ya mpangilio sifuri, licha ya asili ya mwitikio wa molekuli moja: AgCl (TB) ->Ag + + CI", V = k C(AgCl (TB p= k"C) (AgCl (ra)) - p - wiani na ni thamani ya mara kwa mara, yaani kiwango cha kufutwa haitegemei kiasi (mkusanyiko) wa solute.
2. Mmenyuko wa hidrolisisi ya sucrose: CO + H 2 0 -> C 6 H 12 0 6 (glucose) + C 6 H 12 0 6 (fructose) ni mmenyuko wa bimolecular, lakini kinetics yake inaelezwa na kinetic ya kwanza. equation: V = k * C cax, kwa kuwa chini ya hali ya majaribio, ikiwa ni pamoja na katika mwili, mkusanyiko wa maji ni thamani ya mara kwa mara C (H 2 0) - const.
3. 
Mwitikio wa mtengano wa peroksidi ya hidrojeni, ambayo hutokea kwa ushiriki wa vichocheo, ioni za isokaboni Fe 3+, Cu 2+ chuma platinamu, na vimeng'enya vya kibaolojia, kwa mfano katalasi, ina fomu ya jumla:
2H 2 0 2 -> 2H 2 0 + O yaani ni molekuli mbili.
Utegemezi wa kiwango cha majibu kwenye mkusanyiko. Milinganyo ya kinetic ya athari za mpangilio wa kwanza, wa pili na sifuri. Mbinu za majaribio za kuamua kiwango na kiwango cha mara kwa mara cha athari.
Utegemezi wa kiwango cha majibu kwenye joto. Sheria ya Van't Hoff. Mgawo wa joto wa kiwango cha majibu na vipengele vyake kwa michakato ya biochemical.
γ-joto mgawo wa kasi ya majibu.
Maana halisi ya thamani γ ni kwamba inaonyesha ni mara ngapi kasi ya majibu hubadilika na mabadiliko ya halijoto kwa kila digrii 10.
15. Dhana ya nadharia ya migongano hai. Wasifu wa nishati ya mmenyuko; nishati ya uanzishaji; Arrhenius equation. Jukumu la sababu ya steric. Dhana ya nadharia ya hali ya mpito.
Uhusiano kati ya kiwango cha mara kwa mara, nishati ya uanzishaji na joto huelezewa na equation ya Arrhenius: k T = k 0 *Ae~ E / RT, ambapo k t na k 0 ni viwango vya viwango vya joto T na T e ni msingi wa logarithm asilia, A ndio sababu ya kuzaa.
Kipengele kizito A huamua uwezekano wa mgongano wa chembe mbili zinazofanya kazi katika kituo amilifu cha molekuli. Sababu hii ni muhimu hasa kwa athari za biochemical na biopolymers. Katika miitikio ya msingi wa asidi, ioni ya H + lazima ijibu pamoja na kikundi cha mwisho cha kaboksili - COO." Hata hivyo, si kila mgongano wa ioni H + na molekuli ya protini utasababisha majibu haya. Migongano hiyo pekee ambayo hutokea moja kwa moja katika baadhi ya pointi. ya macromolecules itakuwa na ufanisi , inayoitwa vituo vya kazi.
Kutoka kwa usawa wa Arrhenius inafuata kwamba chini ya nishati ya uanzishaji E na juu ya joto la T la mchakato, kiwango cha juu cha mara kwa mara.
Kiwango cha athari nyingi za kemikali huongezeka kwa kuongezeka kwa joto. Kwa kuwa mkusanyiko wa viitikio hautegemei halijoto, basi, kwa mujibu wa equation ya kinetic ya mmenyuko, athari kuu ya joto kwenye kiwango cha mmenyuko ni kupitia mabadiliko ya mara kwa mara ya kiwango cha majibu. Joto linapoongezeka, nishati ya chembe zinazogongana huongezeka na uwezekano kwamba mabadiliko ya kemikali yatatokea wakati wa mgongano huongezeka.
Utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye joto unaweza kuonyeshwa na mgawo wa joto.
Data ya majaribio juu ya athari za joto kwenye kiwango cha athari nyingi za kemikali kwa joto la kawaida (273-373 K), katika safu ndogo ya joto, imeonyesha kuwa kuongeza joto kwa digrii 10 huongeza kiwango cha athari kwa mara 2-4 (van. Sheria ya Hoff).
Kulingana na Van't Hoff- mgawo wa joto wa kiwango cha mara kwa mara(mgawo wa van't Hoff)ni ongezeko la kiwango cha mmenyuko na ongezeko la joto kwa 10digrii.
(4.63)
wapi na ni viwango vya viwango vya joto na; - mgawo wa joto wa kiwango cha majibu.
Wakati joto linapoongezeka n makumi ya digrii, uwiano wa viwango vya viwango vitakuwa sawa na
Wapi n inaweza kuwa nambari kamili au sehemu.
Utawala wa Van't Hoff ni kanuni ya makadirio. Inatumika katika safu nyembamba ya joto, kwani mgawo wa joto hubadilika na hali ya joto.
Utegemezi sahihi zaidi wa kiwango cha mmenyuko mara kwa mara kwenye joto huonyeshwa na mlinganyo wa nusu-empirical Arrhenius.
ambapo A ni sababu ya awali ambayo haitegemei joto, lakini imedhamiriwa tu na aina ya mmenyuko; E - uanzishaji wa nishati ya mmenyuko wa kemikali. Nishati ya uanzishaji inaweza kuwakilishwa kama nishati fulani ya kizingiti ambayo inaashiria urefu wa kizuizi cha nishati kwa njia ya majibu. Nishati ya uanzishaji pia haitegemei halijoto.
Utegemezi huu umewekwa ndani marehemu XIX V. Mwanasayansi wa Uholanzi Arrhenius kwa athari za kimsingi za kemikali.
Nishati ya kuwezesha moja kwa moja ( E 1) na kurudi nyuma ( E 2) mmenyuko unahusishwa na athari ya joto ya mmenyuko D N uwiano (ona Mtini. 1):
E 1 – E 2 = D N.
Ikiwa majibu ni endothermic na D N> 0, basi E 1 > E 2 na nishati ya kuwezesha ya majibu ya mbele ni kubwa kuliko ya nyuma. Ikiwa majibu ni exothermic, basi E 1 < Е 2 .
Equation ya Arrhenius (101) katika hali tofauti inaweza kuandikwa:
Inafuata kutoka kwa mlinganyo kwamba kadri nishati ya kuwezesha E inavyoongezeka, kasi ya majibu huongezeka kwa joto.
Kwa kutenganisha vigezo k Na T na, kwa kuzingatia E thamani ya mara kwa mara, baada ya kuunganisha equation (4.66) tunapata:
Mchele. 5. ln grafu k–1/T.
, (4.67)
ambapo A ni kipengele cha kielelezo cha awali kilicho na kipimo cha kiwango kisichobadilika. Ikiwa equation hii ni kweli, basi kwenye grafu katika kuratibu pointi za majaribio ziko kwenye mstari wa moja kwa moja kwa pembe a hadi mhimili wa abscissa na. mteremko() ni sawa, ambayo inafanya uwezekano wa kuhesabu nishati ya uanzishaji ya mmenyuko wa kemikali kutoka kwa utegemezi wa kiwango cha mara kwa mara kwenye joto kulingana na equation.
Nishati ya uanzishaji ya mmenyuko wa kemikali inaweza kuhesabiwa kutoka kwa maadili ya viwango vya mara kwa mara kwa mbili joto tofauti kulingana na equation
. (4.68)
Utoaji wa kinadharia wa mlinganyo wa Arrhenius unafanywa kwa athari za kimsingi. Lakini uzoefu unaonyesha kwamba idadi kubwa ya miitikio changamano pia inatii mlingano huu. Hata hivyo, kwa athari changamano, nishati ya kuwezesha na kipengele cha awali cha kielelezo katika mlinganyo wa Arrhenius hazina maana maalum ya kimwili.
Mlinganyo wa Arrhenius (4.67) unaturuhusu kutoa maelezo ya kuridhisha mduara mkubwa majibu katika safu nyembamba ya joto.
Ili kuelezea utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye joto, equation ya Arrhenius iliyobadilishwa pia hutumiwa
,
(4.69)
ambayo tayari inajumuisha vigezo vitatu : A, E Na n.
Equation (4.69) hutumika sana kwa miitikio inayotokea katika suluhu. Kwa baadhi ya athari, utegemezi wa kasi ya majibu mara kwa mara kwenye halijoto hutofautiana na tegemezi zilizotolewa hapo juu. Kwa mfano, katika athari za utaratibu wa tatu kiwango cha mara kwa mara hupungua kwa kuongezeka kwa joto. Katika athari za mnyororo wa exothermic, kiwango cha mmenyuko huongezeka mara kwa mara kwa joto juu ya kikomo fulani (mlipuko wa joto).
4.5.1. Mifano ya kutatua matatizo
Mfano 1. Kiwango cha mara kwa mara cha athari fulani kilibadilika na kuongezeka kwa joto kama ifuatavyo: t 1 = 20 ° C;
k 1 = 2.76 10 -4 dakika. -1 ; t 2 = 50 0 C; k 2 = 137.4 10 -4 min. -1 Amua mgawo wa halijoto wa kiwango kisichobadilika cha mmenyuko wa kemikali.
Suluhisho. Sheria ya Van't Hoff inakuwezesha kuhesabu mgawo wa joto wa kiwango cha mara kwa mara kwa kutumia uhusiano
g n= =2 ¸ 4, wapi n = = =3;
g 3 = =49.78 g = 3.68
Mfano 2. Kutumia sheria ya Van't Hoff, hesabu kwa joto gani majibu yataisha kwa dakika 15, ikiwa kwa joto la 20 0 C ilichukua dakika 120. Mgawo wa joto wa kasi ya majibu ni 3.
Suluhisho. Ni wazi, jinsi muda wa majibu unavyopungua ( t), ndivyo kasi ya majibu inavyozidi kuwa thabiti:
3n = 8, n ln3 = ln8, n== .
Halijoto ambayo majibu yatakamilika kwa dakika 15 ni:
20 + 1.9×10 = 39 0 C.
Mfano 3. Kiwango cha mara kwa mara cha mmenyuko wa saponification ya acetate ya ethyl na ufumbuzi wa alkali kwenye joto la 282.4 K ni 2.37 l 2 / mol 2 min. , na kwa joto la 287.40 K ni sawa na 3.2 l 2 / mol 2 min. Tafuta kwa joto gani kiwango cha mara kwa mara cha majibu haya ni 4?
Suluhisho.
1. Kujua maadili ya viwango vya viwango katika viwango viwili vya joto, unaweza kupata nishati ya uanzishaji ya majibu:
= 
= 40.8 kJ/mol.
2. Kujua thamani ya nishati ya uanzishaji, kutoka kwa usawa wa Arrhenius
Maswali na kazi za kujidhibiti.
1.Ni kiasi gani kinachoitwa vigezo vya "Arrhenius"?
2.Ni data gani ya kimajaribio ya chini kabisa inahitajika ili kukokotoa nishati ya kuwezesha athari ya kemikali?
3. Onyesha kwamba mgawo wa joto wa kiwango cha mara kwa mara hutegemea joto.
4. Je, kuna mikengeuko yoyote kutoka kwa mlinganyo wa Arrhenius? Tunawezaje kuelezea utegemezi wa kiwango cha mara kwa mara kwenye joto katika kesi hii?
Kinetics ya athari ngumu
Athari, kama sheria, haziendelei kupitia mwingiliano wa moja kwa moja wa chembe zote za awali na mpito wao wa moja kwa moja kuwa bidhaa za athari, lakini zinajumuisha hatua kadhaa za kimsingi. Hii inatumika kimsingi kwa athari ambazo, kulingana na equation yao ya stoichiometric, zaidi ya chembe tatu hushiriki. Walakini, hata athari za chembe mbili au moja mara nyingi hazifuati utaratibu rahisi wa bi- au monomolecular, lakini kwa njia ngumu zaidi, ambayo ni, kupitia hatua kadhaa za kimsingi.
Athari huitwa ngumu ikiwa utumiaji wa vifaa vya kuanzia na uundaji wa bidhaa za mmenyuko hufanyika kupitia hatua kadhaa za kimsingi, ambazo zinaweza kutokea wakati huo huo au mlolongo. Kwa kuongezea, hatua zingine hufanyika na ushiriki wa vitu ambavyo sio vitu vya kuanzia au bidhaa za athari (vitu vya kati).
Kama mfano wa mmenyuko changamano, fikiria klorini ya ethilini kuunda dichloroethane. Kuingiliana kwa moja kwa moja lazima kutokea kwa njia ya tata iliyoamilishwa yenye wanachama wanne, ambayo inahusisha kushinda kizuizi cha juu cha nishati. Kasi ya mchakato kama huo ni ya chini. Ikiwa atomi huundwa katika mfumo kwa njia moja au nyingine (kwa mfano, chini ya ushawishi wa mwanga), basi mchakato unaweza kufuata utaratibu wa mnyororo. Atomi inashikamana kwa urahisi kupitia dhamana mara mbili ili kuunda radical bure -. Radikali hii huru inaweza kurarua atomi kutoka kwa molekuli kwa urahisi na kuunda bidhaa ya mwisho, na kusababisha kuzaliwa upya kwa atomi huru.
Kama matokeo ya hatua hizi mbili, molekuli moja na molekuli moja hubadilishwa kuwa molekuli ya bidhaa - , na atomi iliyofanywa upya inaingiliana na molekuli inayofuata ya ethilini. Hatua zote mbili zina nishati ndogo ya kuwezesha, na njia hii inahakikisha kwamba majibu yanaendelea haraka. Kwa kuzingatia uwezekano wa kuunganishwa tena kwa atomi za bure na radicals bure, mpango kamili wa mchakato unaweza kuandikwa kama:
Licha ya utofauti wao wote, athari ngumu zinaweza kupunguzwa kwa mchanganyiko wa aina kadhaa za athari ngumu, ambayo ni miitikio sambamba, ya kufuatana na mfululizo-sambamba.
Hatua mbili zinaitwa thabiti, ikiwa chembe inayoundwa katika hatua moja ni chembe ya awali katika hatua nyingine. Kwa mfano, katika mchoro hapo juu, hatua za kwanza na za pili zinafuatana:
.
Hatua mbili zinaitwa sambamba, ikiwa chembe sawa zitashiriki kama chembe za mwanzo katika zote mbili. Kwa mfano, katika mpango wa majibu hatua ya nne na ya tano ni sawa:
Hatua mbili zinaitwa mfululizo-sambamba, ikiwa zinalingana kwa heshima na moja na zinalingana kwa heshima na nyingine ya chembe zinazoshiriki katika hatua hizi.
Mfano wa hatua za mfululizo-sambamba ni hatua ya pili na ya nne ya mpango huu wa majibu.
KWA sifa za tabia Ishara zifuatazo zinaonyesha kuwa majibu yanaendelea kulingana na utaratibu tata:
Kutolingana kwa utaratibu wa majibu na mgawo wa stoichiometric;
Mabadiliko katika muundo wa bidhaa kulingana na hali ya joto, viwango vya awali na hali zingine;
Kuharakisha au kupunguza kasi ya mchakato kwa kuongeza kiasi kidogo cha vitu kwenye mchanganyiko wa majibu;
Ushawishi wa nyenzo na ukubwa wa chombo kwenye kiwango cha majibu, nk.
Katika uchanganuzi wa kinetic wa athari changamano, kanuni ya uhuru inatumika: "Ikiwa athari kadhaa rahisi zitatokea wakati huo huo katika mfumo, basi msingi wa kinetiki wa kemikali hutumika kwa kila moja yao, kana kwamba mwitikio huu ndio pekee." Kanuni hii inaweza pia kutengenezwa kama ifuatavyo: "Thamani ya kiwango kisichobadilika cha athari ya kimsingi haitegemei ikiwa athari zingine za kimsingi hufanyika wakati huo huo katika mfumo fulani."
Kanuni ya uhuru ni halali kwa athari nyingi zinazotokea kulingana na utaratibu changamano, lakini sio zima, kwani kuna athari ambazo athari zingine rahisi huathiri mwendo wa wengine (kwa mfano, athari za pamoja.)
Kanuni ya microreversibility au usawa wa kina:
ikiwa usawa wa kemikali umeanzishwa katika mchakato mgumu, basi viwango vya athari za mbele na za nyuma lazima ziwe sawa kwa kila hatua ya msingi.
Kesi ya kawaida ya mmenyuko tata kutokea ni wakati majibu hutokea zaidi ya kadhaa hatua rahisi, inatiririka na kwa kasi tofauti. Tofauti katika viwango husababisha ukweli kwamba kinetics ya kupata bidhaa ya mmenyuko inaweza kuamua na sheria za mmenyuko mmoja tu. Kwa mfano, kwa athari zinazofanana, kasi ya mchakato mzima imedhamiriwa na kasi ya wengi hatua ya haraka, na kwa zile zinazofuatana - polepole zaidi. Kwa hivyo, wakati wa kuchambua kinetics ya athari sambamba na tofauti kubwa katika viwango, kiwango cha hatua ya polepole kinaweza kupuuzwa, na wakati wa kuchambua athari za mlolongo, sio lazima kuamua kiwango cha athari ya haraka.
Katika athari zinazofuatana, majibu ya polepole zaidi huitwa kupunguza. Hatua ya kuzuia ina kiwango kidogo zaidi cha mara kwa mara.
Ikiwa maadili ya viwango vya viwango vya hatua za mtu binafsi za mmenyuko tata ni karibu, basi ni muhimu uchambuzi kamili mpango mzima wa kinetic.
Kuanzishwa kwa dhana ya hatua ya kuamua kiwango katika hali nyingi hurahisisha upande wa hisabati wa kuzingatia mifumo kama hiyo na inaelezea ukweli kwamba wakati mwingine kinetics ya athari ngumu, ya hatua nyingi inaelezewa vizuri. milinganyo rahisi, kwa mfano, utaratibu wa kwanza.
Sheria ya Van't Hoff:
Wakati joto linapoongezeka kwa digrii 10, kasi ya mmenyuko wa kemikali ya homogeneous huongezeka kwa mara 2-4.
ambapo V2 ni kiwango cha mmenyuko kwenye joto T2, V1 ni kiwango cha mmenyuko kwenye joto T1, ni mgawo wa joto wa mmenyuko (ikiwa ni sawa na 2, kwa mfano, basi kiwango cha majibu kitaongezeka mara 2 wakati joto linaongezeka kwa digrii 10).
Kutoka kwa mlinganyo wa van't Hoff mgawo wa joto imehesabiwa kwa formula:
Nadharia ya migongano hai inajumlisha sheria utegemezi wa kiwango cha mmenyuko wa kemikali kwenye joto:
1. Sio molekuli zote zinaweza kuguswa, lakini ni zile tu zilizo katika hali maalum ya kufanya kazi
2.Uwezeshaji wa molekuli hutokea kutokana na mgongano wa biomolecular.
3. Wakati chembe zilizo na takriban kiasi sawa cha nishati zinagongana, ugawaji wake hutokea, kama matokeo ambayo nishati ya moja ya molekuli hufikia thamani inayofanana na nishati ya uanzishaji.
4. Ushawishi wa halijoto kwenye kiwango cha mmenyuko: mabadiliko katika usawa kati ya molekuli za kawaida na zinazofanya kazi kuelekea ongezeko la mkusanyiko wa zamani.
Profaili ya nishati ya athari (grafu ya uratibu wa nishati dhidi ya majibu)
Nishati ya uanzishaji Ea- kiwango cha chini cha nishati ya ziada ambayo lazima igawiwe kwa molekuli juu ya thamani yake ya wastani ili mmenyuko wa kemikali uwezekane. mwingiliano.
Arrhenius equation huanzisha utegemezi wa kiwango kisichobadilika cha mmenyuko wa kemikali k kwenye halijoto T.
Hapa A inaashiria mzunguko wa migongano ya molekuli zinazoitikia, R ni gesi ya ulimwengu wote.
7. Catalysis. Kichocheo cha homogeneous na tofauti. Vipengele vya shughuli za kichocheo za enzymes. Catalysis- mabadiliko katika kiwango cha athari za kemikali mbele ya vitu ambavyo, baada ya kukamilika kwa majibu, hubakia bila kubadilika kwa fomu na wingi. Kuongezeka kwa kiwango cha mmenyuko huitwa kichocheo chanya, kupungua - kichocheo hasi (au kizuizi). Vichocheo taja vitu vinavyosababisha kichocheo chanya; vitu vinavyopunguza kasi ya athari - vizuizi. Kuna catalysis ya homogeneous na heterogeneous. Kuongeza kasi ya mmenyuko wa kugawanyika kwa peroksidi ya hidrojeni katika suluhisho la maji mbele ya ioni za dichromate ni mfano wa kichocheo cha homogeneous (kichocheo huunda awamu moja na mchanganyiko wa majibu), na mbele ya oksidi ya manganese(IV) ni mfano. ya kichocheo tofauti (suluhisho la maji la peroksidi ya hidrojeni - awamu ya kioevu, oksidi ya manganese -ngumu). Vichocheo vya athari za biochemical ni protini katika asili na huitwa vimeng'enya. Enzymes hutofautiana na vichocheo vya kawaida katika idadi ya vipengele: 1) wana ufanisi mkubwa zaidi wa kichocheo; 2) umaalum wa juu, i.e. uteuzi wa hatua; 3) vimeng'enya vingi vinaonyesha shughuli ya kichocheo kuelekea substrate moja tu; 4) Enzymes huonyesha ufanisi wa juu tu ndani hali nyepesi, inayoangaziwa na anuwai ndogo ya viwango vya joto na maadili ya pH ya shughuli ya kimeng'enya = Kiwango cha mmenyuko cha kuagiza sifuri. 8. Usawa wa kemikali. Inaweza kutenduliwa na isiyoweza kutenduliwa katika mwelekeo wa majibu. Usawa wa kemikali: hali ya nguvu ambayo kasi ni sawa na athari za nyuma ni sawa. Usawa wa mara kwa mara: kwa mara kwa mara hali ya nje kwa usawa, uwiano wa bidhaa za viwango vya bidhaa kwa bidhaa za viwango vya reactant, kwa kuzingatia stoichiometry, ni thamani ya mara kwa mara ambayo haitegemei. muundo wa kemikali mifumo. Kc inahusiana na Gibbs E ya kawaida kwa uhusiano: Kanuni ya Le Chatelier: athari ya sababu yoyote (t, c, p) kwenye mfumo wa usawa huchochea mabadiliko ya usawa katika mwelekeo ambao husaidia kurejesha sifa za awali za mfumo. Masharti ya usawa wa Thermodynamic: G 2 -G 1 =0S 2 -S 1 =0 Mwelekeo unaoweza kugeuzwa: chini ya hali fulani, inapita moja kwa moja katika mwelekeo wa mbele na wa nyuma .Masharti ya kukamilisha: - Unyevu mwingi mumunyifu - gesi - dutu inayotenganisha kidogo (maji) - kiwanja changamano thabiti Wilaya isiyoweza kutenduliwa: chini ya hali fulani, inapita katika mwelekeo mmoja. Nafasi usawa wa kemikali inategemea vigezo vya majibu yafuatayo: joto, shinikizo na mkusanyiko. Ushawishi wa mambo haya mmenyuko wa kemikali, kutii muundo ambao ulionyeshwa mtazamo wa jumla mnamo 1884 na mwanasayansi wa Ufaransa Le Chatelier. Muundo wa kisasa wa kanuni ya Le Chatelier ni kama ifuatavyo:
9. Jukumu la maji na ufumbuzi katika maisha. Thermodynamics ya kufutwa.Suluhisho ni mfumo wa homogeneous wa muundo tofauti wa vitu viwili au zaidi ambavyo viko katika hali ya usawa. Uainishaji: 1) kusimamishwa(mfumo mbaya wa kutawanywa): kusimamishwa (imara katika kioevu) na emulsions (kioevu katika kioevu) 2) colloids, soli(mifumo iliyotawanywa vizuri). Thamani ya suluhisho katika maisha: michakato mingi ya kemikali hutokea tu chini ya hali ya kwamba vitu vinavyohusika ndani yake viko katika hali ya kufutwa. Maji muhimu zaidi ya kibaolojia (damu, lymph, mkojo, mate, jasho) ni ufumbuzi wa chumvi, protini, wanga, lipids katika maji. Kunyonya kwa chakula kunahusishwa na mpito wa virutubisho katika hali ya kufutwa. Athari za biochemical katika viumbe hai hutokea katika ufumbuzi. Biofluids inahusika katika usafirishaji wa virutubishi (mafuta, amino asidi, oksijeni), dawa kwa viungo na tishu, na pia katika kuondolewa kwa metabolites kutoka kwa mwili. Katika vyombo vya habari vya kioevu vya mwili, asidi ya mara kwa mara, mkusanyiko wa chumvi na jambo la kikaboni(homeostasis ya mkusanyiko). Kimumunyisho cha kawaida zaidi kwenye sayari yetu ni maji. Vipengele vya maji: uwezo wake wa joto unazidi vitu vyote; tabia isiyo ya kawaida wakati wa baridi - maji huwa denser, huanza kuzama, kisha huinuka (vitu vingine vyote vinazama wakati wa kuunganishwa); inaweza kusablimisha (upunguzaji wa maji) - usablimishaji (chini ya hali fulani, barafu inaweza kugeuka kuwa mvuke bila kwanza kugeuka kuwa maji ya kioevu, i.e. bila kuyeyuka); maji huyeyusha vitu vyote (swali pekee ni kiasi gani?); high dielectric mara kwa mara ya maji (thamani inayoonyesha mara ngapi nguvu ya mwingiliano kati ya mashtaka mawili katika dutu fulani ni chini ya utupu); joto la juu muhimu; maji ni ampholyte (sio asidi, sio msingi); inashiriki katika kuundwa kwa miundo ya polymer ya mwili (protini, lipids ...); msingi wa usafiri wa membrane. Thermodynamics ya kufutwa: kulingana na sheria ya 2 ya thermodynamics katika p, T=const vitu vinaweza kufuta kwa hiari katika kutengenezea yoyote ikiwa, kutokana na mchakato huu, nishati ya Gibbs ya mfumo hupungua, i.e. . G=(H - T S)<0 . (H- sababu ya enthalpy, T S-entropy factor of dissolution). Wakati wa kufuta vitu vya kioevu na imara S>0. Wakati wa kufuta gesi katika kioevu S<0. Mabadiliko ya enthalpy ni jumla ya algebraic ya mabadiliko ya enthalpy H cr kama matokeo ya uharibifu wa kimiani ya kioo na mabadiliko katika enthalpy H sol kutokana na kutengenezea kwa chembe za kutengenezea H mbali = H cr +H Sol . Wakati wa kufuta gesi, enthalpy H cr =0, kwa sababu hakuna haja ya kutumia nishati katika kuharibu kimiani kioo. Wakati wa kufuta, mabadiliko katika entropy na enthalpy yanaweza kutokea. 10 . Suluhisho bora- enthalpy ya mchanganyiko ni 0 (mchanganyiko wa homogeneous wa hidrokaboni; suluhisho la dhahania, ambapo nguvu zote za mwingiliano wa molekuli ni sawa.) Umumunyifu mara kwa mara au PR- hii ni bidhaa ya viwango vya ioni za elektroliti inayoweza mumunyifu kidogo katika suluhisho lililojaa kwa joto fulani - thamani ya mara kwa mara. BaCO 3 = Ba + CO 3 , Ks=Masharti ya kufutwa na kuunda mvua Kunyesha na kuyeyuka ni miitikio ya ubadilishanaji inayotokea katika myeyusho wa elektroliti ---1) Kieletroliti kitanyesha ikiwa bidhaa ya mkusanyiko wa ayoni katika myeyusho ni kubwa kuliko umumunyifu usiobadilika c(Ba)*c(CO 3)>Kpr. 2) Mvua yake itayeyuka ikiwa yote ni kinyume chake 11. Sifa za ugomvi za suluhisho. Tabia za pamoja za suluhisho- hizi ni mali ambazo, chini ya hali fulani, zinageuka kuwa sawa na zisizo na asili ya kemikali ya dutu iliyoharibiwa; mali ya ufumbuzi ambayo inategemea tu idadi ya vitengo vya kinetic na harakati zao za joto. Sheria ya Raoult na matokeo yake- Mvuke ulio katika usawa na kimiminika huitwa ulijaa. Shinikizo la mvuke kama huo juu ya kutengenezea safi (p0) inaitwa shinikizo la mvuke iliyojaa au shinikizo la kutengenezea safi. Shinikizo la mvuke la suluhu iliyo na kimumunyisho kisicho na tete ni sawia moja kwa moja na sehemu ya mole ya kutengenezea kwenye myeyusho: p = p0 · χр-л, ambapo p ni shinikizo la mvuke juu ya suluhisho, p0 ni shinikizo la mvuke juu ya kutengenezea safi χр-л ni sehemu ya molar ya kutengenezea, aina tofauti kidogo ya equation hutumiwa wewe kuongeza mgawo wa isotonic kwake: Δp = i · p0 · χв -va, ambapo Δp ni mabadiliko halisi katika shinikizo ikilinganishwa na kutengenezea safi χv-va ni sehemu ya mole ya dutu katika suluhisho. Kutoka kwa sheria ya Raoult mbili hutokea matokeo. Kwa mujibu wa mmoja wao, kiwango cha kuchemsha cha suluhisho ni cha juu zaidi kuliko kiwango cha kuchemsha cha kutengenezea. Hii ni kutokana na ukweli kwamba shinikizo la mvuke iliyojaa ya kutengenezea juu ya suluhisho inakuwa sawa na shinikizo la anga(hali ya kuchemsha kioevu) kwa zaidi joto la juu kuliko katika kesi ya kutengenezea safi. Kuongezeka kwa kiwango cha kuchemsha Tbp ni sawia na molality ya suluhisho:. Chemsha=Ke cm ambapo Ke ni ebullioscopic mara kwa mara ya kutengenezea, cm ni mkusanyiko wa molal matokeo ya pili kutoka kwa sheria ya Raoult, joto la kufungia (crystallization) la suluhisho ni la chini kuliko joto la kufungia (crystallization) la kutengenezea safi. Hii ni kutokana na shinikizo la chini la mvuke wa kutengenezea juu ya ufumbuzi kuliko juu ya kutengenezea. Kupungua kwa joto la kufungia (crystallization) Tzam ni sawia na molality ya suluhisho : Tzam= Kk cm ambapo Kk ni safu ya cryoscopic ya suluhisho Kupunguza hali ya joto ya crystallization crystallization ni usawa wa shinikizo la mvuke ulijaa wa kutengenezea juu ya mmumunyo wa shinikizo la mvuke juu ya kutengenezea kigumu. Kwa kuwa shinikizo la mvuke wa kutengenezea juu ya suluhisho daima ni chini kuliko juu ya kutengenezea safi, usawa huu daima utapatikana kwa joto la chini kuliko kiwango cha kufungia cha kutengenezea. Kwa hivyo, maji ya bahari huanza kuganda kwa joto la karibu 2 ° C. Tofauti kati ya joto la fuwele la kutengenezea na hali ya joto ambayo suluhisho huanza kuangaza ni kupungua kwa joto la fuwele. Kuongeza kiwango cha kuchemsha cha suluhishoLiquid majipu kwa joto ambalo shinikizo la jumla la mvuke iliyojaa inakuwa sawa na shinikizo la nje. shinikizo la mvuke iliyojaa juu ya suluhisho kwa joto lolote litakuwa chini ya kutengenezea safi, na usawa wa shinikizo lake la nje utapatikana kwa joto la juu. Kwa hivyo, kiwango cha kuchemsha cha suluhisho la dutu isiyo na tete T daima ni ya juu zaidi kuliko kiwango cha kuchemsha cha kutengenezea safi kwa shinikizo sawa T ° Kuongezeka kwa kiwango cha kuchemsha cha ufumbuzi usio na kipimo wa vitu visivyo na tete haitegemei asili. ya solute na inalingana moja kwa moja na mkusanyiko wa molal wa suluhisho. Njia ya hiari ya kiyeyushi kupitia utando unaoweza kupita kiasi unaotenganisha myeyusho na kiyeyusho au miyeyusho miwili yenye viwango tofauti vya kimumunyisho huitwa. kwa osmosis. Osmosis husababishwa na mgawanyiko wa molekuli za kutengenezea kupitia kizigeu kinachoweza kupenyeza nusu, ambacho huruhusu molekuli za kutengenezea tu kupita. Molekuli za kutengenezea huenea kutoka kwa kutengenezea hadi kwenye myeyusho au kutoka kwa myeyusho mdogo hadi uliokolea zaidi Osmosis ina sifa ya kiasi shinikizo la osmotic, sawa na nguvu kwa kila eneo la uso wa kitengo, na kulazimisha molekuli za kutengenezea kupenya kupitia kizigeu kinachoweza kupenyeza nusu. Ni sawa na shinikizo la safu ya suluhisho katika osmometer na urefu h. Kwa usawa, shinikizo la nje husawazisha shinikizo la osmotic. Katika kesi hii, viwango vya mabadiliko ya mbele na ya nyuma ya molekuli kupitia kizigeu kinachoweza kupenyeza nusu huwa sawa. Shinikizo la Osmotiki huongezeka kwa kuongezeka kwa mkusanyiko wa solute na joto. Van't Hoff alipendekeza kuwa shinikizo la osmotic unaweza kutumia mlinganyo wa hali ya gesi bora: pV = nRT au p = (n/V) RT kutoka wapi p = na RT, ambapo p ni shinikizo la osmotic (kPa), c ni mkusanyiko wa molar wa suluhisho. Shinikizo la Osmotic linalingana moja kwa moja na mkusanyiko wa molar ya solute na joto. Osmosis inacheza vizuri sana jukumu muhimu katika michakato ya kibaolojia, kuhakikisha mtiririko wa maji ndani ya seli na miundo mingine. Suluhisho na shinikizo sawa la osmotic huitwa isotonic. Ikiwa shinikizo la osmotic ni kubwa zaidi kuliko shinikizo la intracellular, basi inaitwa hypertonic, ikiwa ni ya chini kuliko shinikizo la intracellular, inaitwa hypotonic. Mgawo wa isotonic (pia sababu ya Van't Hoff; iliyoashiria i) ni kigezo kisicho na kipimo kinachoangazia tabia ya dutu katika myeyusho. Nambari ni sawa na uwiano wa thamani ya mali fulani ya mgongano wa suluhisho la dutu fulani na thamani ya mali ya mgongano sawa ya isiyo ya elektroliti ya mkusanyiko sawa, na vigezo vingine vya mfumo bila kubadilika. Izoosmia-uwezo wa jamaa wa shinikizo la kiosmotiki katika vyombo vya habari vya kioevu na tishu za mwili, kwa sababu ya matengenezo katika kiwango fulani cha mkusanyiko wa vitu vilivyomo: elektroliti, protini njia za kujidhibiti (Homeostasis). HEMOLYSIS- uharibifu wa seli nyekundu za damu, ikifuatana na kutolewa kwa hemoglobin kutoka kwao. Sababu za kimwili inahusu hatua ya juu na joto la chini, ultrasound, kemikali - sumu ya hemolytic, fulani dawa nk Hemolysis inaweza kutokea kutokana na uhamisho wa damu isiyokubaliana au utawala wa ufumbuzi wa hypotonic. Plasmolysis- wakati seli zimewekwa kwenye suluhisho la hypertonic, maji kutoka kwa seli huondoka kwenye suluhisho la kujilimbikizia zaidi na kupungua kwa seli huzingatiwa.
Vipengele vya nadharia ya ufumbuzi wa electrolyte. Elektroliti zenye nguvu na dhaifu. Ionization mara kwa mara ya electrolyte dhaifu. Sheria ya Ostwald ya kuzaliana. Nguvu ya ionic ya suluhisho. Shughuli na mgawo wa shughuli wa ioni. Electrolytes katika mwili, mate kama electrolyte.
Electrolytes- hizi ni vitu vilivyo na vifungo vya ionic au polar covalent sana ndani ufumbuzi wa maji, inakabiliwa na kutengana kwa electrolytic, na kusababisha kuundwa kwa cations na anions.
Elektroliti zenye nguvu- vitu vinavyoweza kujitenga kabisa. Hizi ni pamoja na chumvi nyingi, pamoja na baadhi ya vitu muundo wa molekuli(HCl).
Elektroliti dhaifu kujitenga kwa kiasi kidogo, na fomu yao kuu ni molekuli (H2S, asidi za kikaboni).
Uwezo wa elektroliti ya molekuli kujitenga imedhamiriwa kwa kiasi kiwango cha ionization ( inategemea ukolezi wa electrolyte ):
ambapo Ntotal ni jumla ya idadi ya molekuli katika suluhisho; N ionization ni idadi ya molekuli ambazo zimegawanyika katika ioni.
Ionization mara kwa mara:
Ambapo [A], [B] ni ioni zilizooza
- dutu ambayo haijavunjika ndani ya ions.
Sheria ya dilution ya Ostwald:
K= α 2 c/1- α ,
Ambapo α ni kiwango cha ionization
C - mkusanyiko wa molar
Nguvu ya Ionic ya suluhisho:
I=0.5∑с i z i 2 ,
Ambapo c i ni mkusanyiko wa molar ya ioni katika suluhisho, mol / l
z i ni malipo ya ioni.
Shughuli ya ion ni ukolezi wake wa ufanisi.
Shughuli inahusiana na ukolezi wa molar kama ifuatavyo:
wapi f - kipengele cha shughuli
Electrolytes katika mwili: Na na Cl kushiriki katika kudumisha usawa wa asidi-msingi na usawa wa osmotic katika mwili. Ca ina jukumu kubwa katika ujenzi tishu mfupa na meno, katika udhibiti wa asidi ya damu na mgando wake, katika msisimko wa misuli na tishu za neva. KWA hupatikana hasa katika maji ya mwili na tishu laini, ambapo ni kipengele muhimu kwa kudumisha shinikizo la osmotic na kudhibiti pH ya damu. Mg ni cofactor katika athari nyingi za enzymatic na ni muhimu katika hatua zote za usanisi wa protini. Katika viumbe hai Fe ni kipengele muhimu cha kufuatilia ambacho huchochea michakato ya kubadilishana oksijeni. Co ni sehemu ya vitamini B 12, inashiriki katika hematopoiesis, kazi mfumo wa neva na ini, athari za enzymatic. Zn muhimu kwa kimetaboliki ya vitamini E, inahusika katika awali ya homoni mbalimbali za anabolic katika mwili, ikiwa ni pamoja na insulini, testosterone na homoni ya ukuaji. Mhe huathiri ukuaji, malezi ya damu na kazi ya gonads.
Mate kama electrolyte ni mazingira changamano ya kibayolojia. Idadi ya ioni za H+ na OH huamua pH ya mate, ambayo kwa kawaida ni 6.9 Thamani ya pH inatofautiana kulingana na asili mchakato wa pathological katika cavity ya mdomo. Hivyo. katika magonjwa ya kuambukiza, mmenyuko wa mate ni tindikali. Kati ya vitu vya isokaboni, mate yana anions ya klorini, bromini, iodini, na fluorine. Anions ya phosphate na florini huchangia kuongezeka kwa uwezo wa electrochemical, anion ya klorini - uhamisho wa mashtaka ya ionic na ni depolarizer (sababu inayoharakisha michakato ya anodic na cathodic). Microelements ni kuamua katika mate: chuma, shaba, fedha, manganese, alumini, nk na macroelements: kalsiamu, potasiamu, sodiamu, magnesiamu, fosforasi.
