A tömeges akció alkalmazások joga, példák



az tömeges fellépés törvénye megállapítja a reaktánsok és a termékek aktív tömegei közötti egyensúlyt egyensúlyi körülmények között és homogén rendszerekben (oldatok vagy gázfázisok). A norvég tudósok C.M. Guldberg és P. Waage, akik felismerték, hogy az egyensúly dinamikus és nem statikus.

Miért dinamikus? Mivel a közvetlen és fordított reakciók sebessége azonos. Az aktív tömegeket általában mol / l (molaritás) kifejezzük. Ilyen reakciót a következőképpen lehet írni: aA + bB <=> cC + dD. Az ebben a példában idézett egyensúly esetében a reaktánsok és a termékek közötti kapcsolatot az alsó kép egyenlete mutatja.

K mindig állandó, függetlenül attól, hogy az anyagok milyen kezdeti koncentrációban vannak, mindaddig, amíg a hőmérséklet nem változik. Itt A, B, C és D a reagensek és termékek; míg a, b, c és d a sztöchiometriai együtthatók.

A K számszerű értéke egy adott hőmérsékleten minden reakcióra jellemző konstans. Tehát K az az egyensúlyi állandó.

A [] jelzés azt jelenti, hogy a matematikai kifejezésben a koncentrációk mol / l egységben jelennek meg, a reakciós együtthatóval megegyező teljesítményre emelve..

index

  • 1 Mi a tömegtörvény törvénye??
    • 1.1 Az egyensúlyi állandó jelentése
  • 2 Kémiai egyensúly
    • 2.1 A heterogén rendszerek egyensúlya
    • 2.2 Az egyensúlyi eltolódások
  • 3 A Le Chatelier elve
  • 4 Alkalmazások
  • 5 Példák a tömegtörvény jogára
  • 6 A tömegtevékenység törvénye a farmakológiában
  • 7 Korlátozások
  • 8 Hivatkozások

Mi a tömegtörvény joga??

Amint azt korábban említettük, a tömeghatás törvénye kifejezi, hogy egy adott reakció sebessége közvetlenül arányos a reagens fajok koncentrációjának termékével, ahol az egyes fajok koncentrációja megemelkedik az együtthatóval egyenlő teljesítményre. sztöchiometrikus a kémiai egyenletben.

Ebben az értelemben jobban magyarázható egy reverzibilis reakció, amelynek általános egyenletét az alábbiakban mutatjuk be:

aA + bB ↔ cC + dD

A és B jelentése a reaktánsok, és a C és D jelzésű anyagok a reakció termékeit jelentik. Az a, b, c és d értékek az A, B, C és D sztöchiometriai együtthatókat is jelentik..

Az előző egyenletből kiindulva a korábban említett egyensúlyi konstansot kapjuk, amelyet a következőképpen mutatunk be:

K = [C]c[D]d/ [A]hogy[B]b

Ahol a K egyensúlyi konstans egyenlő egy hányadossal, amelyben a számláló a termékek koncentrációinak szorzata (egyensúlyi állapotban), amelyet a kiegyensúlyozott egyenletben az együtthatójukra emelnek, és a nevező hasonló szorzásból áll de a reagensek között, az őket kísérő együtthatóval.

Az egyensúlyi állandó jelentése

Meg kell jegyezni, hogy az egyensúlyi konstans kiszámításához használt egyenletben az egyensúlyban lévő fajok koncentrációit kell használni, amennyiben ezek vagy a rendszer hőmérséklete nem módosul..

Ugyanígy az egyensúlyi konstans értéke megadja azt az érzést, amely az egyensúlyi reakcióban kedvező, azaz azt mutatja, hogy a reakció kedvező a reaktánsok vagy a termékek szempontjából..

Abban az esetben, ha ennek az állandónak a nagysága sokkal nagyobb, mint az egység (K "1), akkor az egyensúly jobbra döntött, és kedvez a termékeknek, míg ha az állandó nagysága sokkal kisebb, mint az egység (K "1), az egyensúlyt balra dönti, és kedvez a reagenseknek.

Továbbá, bár egyetértés szerint jelezzük, hogy a nyíl bal oldalán lévő anyagok a reagensek, a jobb oldalon pedig a termékek, az kicsit zavaró lehet, hogy a reagensek, amelyek a reakcióban keletkeznek a közvetlen értelemben az ellenkező irányban a reakcióban lévő termékek, és fordítva.

Kémiai egyensúly

Gyakran a reakciók egyensúlyt teremtenek a kiindulási anyagok és a kialakult termékek mennyisége között. Ezt az egyensúlyt a reakcióban részt vevő anyagok egyikének növelésével vagy csökkentésével is eltolhatjuk.

Analóg esemény fordul elő egy oldott anyag disszociációjában: a reakció során a kezdeti anyagok eltűnése és a változó sebességű termékek képződése kísérletileg megfigyelhető..

A reakció sebessége nagymértékben függ a hőmérséklettől és a reagensek koncentrációjának változó fokától. Valójában ezeket a tényezőket különösen kémiai kinetikával vizsgáljuk.

Ez az egyensúly azonban nem statikus, hanem egy közvetlen reakció és egy fordított együttes létezéséből származik.

A közvetlen reakcióban (->) a termékek képződnek, míg fordított reakcióban (<-) estos vuelven a originar las sustancias iniciales.

A fentiek a fent említett dinamikus egyensúlynak nevezik.

A heterogén rendszerek egyensúlya

A heterogén rendszerekben - azaz több fázisban kialakított rendszerben - a szilárd anyagok koncentrációja állandónak tekinthető, elhagyva a K matematikai kifejezést..

CaCO3(S) <=> CaO (k) + CO2(G)

Így a kalcium-karbonát bomlási egyensúlyában a koncentrációja és a kapott oxid koncentrációja állandónak tekinthető, függetlenül annak tömegétől..

Mérlegeltolás

Az egyensúlyi konstans számértéke határozza meg, hogy a reakció elősegíti-e a termékek kialakulását. Ha K nagyobb, mint 1, akkor az egyensúlyi rendszer nagyobb termékkoncentrációt mutat, mint a reagensek, és ha K kisebb, mint 1, akkor ellenkezője fordul elő: egyensúlyban nagyobb a koncentráns koncentráció, mint a termékekben..

Le Chatelier kezdete

A koncentráció, a hőmérséklet és a nyomás változásának hatása megváltoztathatja a reakció sebességét.

Például, ha egy reakcióban gáznemű termékek képződnek, a rendszerre gyakorolt ​​nyomás növekedése azt eredményezi, hogy a reakció ellenkező irányba halad (a reagensek felé)..

Általánosságban elmondható, hogy az ionok között végrehajtott szervetlen reakciók nagyon gyorsak, míg a szerves anyagok sokkal kisebb sebességgel rendelkeznek.

Ha a reakció hőt termel, a külső hőmérséklet növekedése az ellenkező irányba orientálódik, mivel a fordított reakció endoterm (abszorbeálja a hőt).

Hasonlóképpen, ha az egyensúlyi rendszerben az egyik reagensben felesleget okoz, a többi anyag olyan termékeket alkot, amelyek a lehető legnagyobb mértékben semlegesítik ezt a módosítást..

Ennek eredményeképpen az egyensúly az egyik vagy másik módon előnyös a reakciósebesség növelésével, így a K-érték állandó marad..

Mindezek a külső hatások és az ellensúlyozásra adott egyensúlyi válasz a Le Chatelier elv.

alkalmazások

Hatalmas hasznossága ellenére, amikor ezt a törvényt javasolták, nem volt a kívánt hatás vagy relevancia a tudományos közösségben.

A huszadik század óta azonban hírnevet szerzett a tény, hogy a brit tudósok, William Esson és Vernon Harcourt több évtizeddel később visszavették..

A tömeges akció törvényei idővel számos alkalmazással rendelkeztek, ezért néhányat az alábbiakban mutatunk be:

  • A koncentrációk helyett a hatások megfogalmazásakor célszerű meghatározni az oldatban lévő reagensek ideális viselkedésének eltéréseit, amennyiben ez összhangban van a termodinamikával.
  • Amikor a reakció közelít az egyensúlyi állapothoz, a reakció reakciósebessége és a Gibbs szabad energiája közötti, a reakció pillanatnyi viszonya megjósolható..
  • A részletes egyensúly elvével kombinálva ez a törvény általánosságban előírja a termodinamikailag kapott eredményeket és az egyensúlyi állapot állandóját, valamint ezek és a kapott sebesség konstans közötti kapcsolatot. a reakciókat közvetlen értelemben, mint az ellenkező irányban.
  • Amikor a reakciók elemi típusúak, e törvény alkalmazásakor az egyensúlyi egyenlet egy bizonyos kémiai reakcióhoz és annak sebességének kifejeződéséhez megfelelő..

Példák a tömegtörvény jogára

-Ha az oldatok közötti irreverzibilis reakciót vizsgáljuk, ennek a törvénynek az általános kifejezése Brönsted-Bjerrum megfogalmazásához vezet, amely megállapítja a faj ionerőssége és az állandó sebesség közötti kapcsolatot..

-A hígított ideális oldatokban vagy gáznemű aggregációban végrehajtott reakciók elemzésekor az eredeti törvény általános kifejezése (a 80-as évek évtizede) jön létre..

-Mivel univerzális jellemzőkkel rendelkezik, a törvény általános kifejezése a kinetika részeként használható, ahelyett, hogy a termodinamika részeként látná..

-Elektronikában használva ezt a törvényt használjuk annak meghatározására, hogy az adott felület lyukainak és elektronjainak sűrűsége közötti szorzás állandó állandósult állapotban van-e, függetlenül attól, hogy az anyagnak melyik doppingtól van szó..

-Széles körben ismert, hogy ennek a törvénynek a használata a ragadozók és a zsákmány között fennálló dinamika leírására, feltéve, hogy a ragadozó ragadozó kapcsolat bizonyos arányban mutatja be a ragadozók és a zsákmány közötti kapcsolatot..

-Az egészségügyi tanulmányok területén ezt a törvényt az emberi viselkedés bizonyos tényezőinek politikai és társadalmi szempontból történő leírására is lehet alkalmazni.

A tömegtevékenység törvénye a farmakológiában

Feltételezve, hogy D a gyógyszer, és R a receptor, amelyre hatással van, mindkettő reagál a DR-komplexre, amely a farmakológiai hatásért felelős:

K = [DR] / [D] [R]

K a disszociációs állandó. Van egy közvetlen reakció, amelyben a gyógyszer a receptorra hat, és egy másik, ahol a DR-komplex disszociál az eredeti vegyületekké. Minden reakciónak saját sebessége van, ami csak egyensúlyban van, kielégítő K.

A tömegjog értelmezése a betűre, annál nagyobb a D koncentrációja, annál nagyobb a képződött DR komplex koncentrációja.

Az összes Rt vevőkészüléknek azonban fizikai határa van, így nincs minden korlátlan mennyiségű R minden rendelkezésre álló D. Hasonlóképpen, a farmakológia területén végzett kísérleti tanulmányok a következő területeken a tömeges jogra vonatkozó korlátozásokat találták:

- Tegyük fel, hogy az R-D kapcsolat reverzibilis, amikor a legtöbb esetben valójában nem.

- Az R-D kötés strukturálisan megváltoztathatja a két komponens egyikét (a hatóanyagot vagy a receptort)..

- Ezenkívül a tömegjog a reakciók előtt áll, ahol több közvetítő beavatkozik a DR kialakulásába.

korlátozások

A tömeghatás törvénye feltételezi, hogy minden kémiai reakció elemi; más szóval, hogy a molekulitás megegyezik az egyes érintett fajok megfelelő reakciórendjével.

Itt az a, b, c és d sztöchiometriai együtthatókat tekintjük a reakciómechanizmusba beavatkozó molekulák számának. A globális reakcióban azonban ezek nem feltétlenül egyeznek meg a rendelésével.

Például az A + bB reakcióra <=> cC + dD:

A közvetlen és fordított reakciók sebességének kifejezése:

k1= [A]hogy[B]b

k2= [C]c[D]d

Ez csak az elemi reakciókra vonatkozik, mivel a globális reakciók esetében, bár a sztöchiometrikus együtthatók helyesek, nem mindig a reakciórendelés. Közvetlen reakció esetén ez utóbbi lehet:

k1= [A]w[B]Z

Az említett kifejezésben w és z az A és B faj valódi reakciórendjei.

referenciák

  1. Jeffrey Aronson. (2015. november 19.). Az élet törvényei: Guldberg és Waage tömegtörvénye. A következő dátum: 2018. május 10., cebm.net
  2. ScienceHQ. (2018). A tömeges akció törvénye. A következő dátum: 2018. május 10-én érkezett: sciencehq.com
  3. askiitans. (2018). A tömeges akció és az egyensúlyi törvény. A következő dátum: 2018. május 10., askiitians.com
  4. Salvat Encyclopedia of Sciences. (1968). Kémia. 9. kötet, Salvat S.A. kiadások Pamplona, ​​Spanyolország. P 13-16.
  5. Walter J. Moore. (1963). Fizikai kémia -ban Termodinamika és kémiai egyensúly. (Negyedik kiadás). Longmans. P 169.
  6. Alex Yartsev (2018). A tömegtevékenység törvénye a farmakodinamikában. Visszavonták 2018. május 10-én, a következő címen: derangedphysiology.com