Masinių veiksmų programų teisė, pavyzdžiai

The masinės veiklos teisė nustato esamus santykius tarp aktyviųjų reagentų masės ir produktų, esant pusiausvyros sąlygoms ir vienarūšėse sistemose (tirpaluose arba dujų fazėse). Ją suformulavo Norvegijos mokslininkai C.M. Guldbergas ir P. Waage, kurie pripažino, kad pusiausvyra yra dinamiška ir ne statinė.

Kodėl dinamika? Kadangi tiesioginių ir atvirkštinių reakcijų greitis yra tas pats. Aktyviosios masės paprastai išreiškiamos mol / L (moliarumas). Tokio pobūdžio reakcija gali būti parašyta taip: aA + bB <=> cC + dD. Šiame pavyzdyje nurodytoje pusiausvyroje tarp reagentų ir produktų yra parodyta žemesnio vaizdo lygtis.

K visada yra pastovus, nesvarbu, kokia yra pradinė medžiagų koncentracija, kol temperatūra nepasikeis. Čia A, B, C ir D yra reagentai ir produktai; o a, b, c ir d yra jų stechiometriniai koeficientai.

K skaitinė vertė yra būdinga kiekvieno reakcijos konstanta tam tikroje temperatūroje. Taigi, K yra tai, kas vadinama pusiausvyros konstanta.

Žymėjimas [] reiškia, kad matematinėje išraiška koncentracijos rodomos mol / l vienetais, padidintos iki galios, lygios reakcijos koeficientui..

Indeksas

• 1 Kas yra masinio veiksmo įstatymas??
  • 1.1 Pusiausvyros konstanta reikšmė
• 2 Cheminė pusiausvyra
  • 2.1 Likutis heterogeninėse sistemose
  • 2.2 Pusiausvyros kompensacijos
• 3 „Le Chatelier“ principas
• 4 Programos
• 5 Masinės veiklos teisės pavyzdžiai
• 6 Masinės veiklos įstatymas farmakologijoje
• 7 Apribojimai
• 8 Nuorodos

Kas yra masinio veiksmo įstatymas??

Kaip jau minėta, masinio veiksmo įstatymas reiškia, kad tam tikros reakcijos greitis yra tiesiogiai proporcingas reaguojančių rūšių koncentracijai, kai kiekvienos rūšies koncentracija yra padidinta iki galios, lygios jo koeficientui stechiometrinės cheminės lygtys.

Šia prasme tai gali būti geriau paaiškinta grįžtama reakcija, kurios bendroji lygtis iliustruojama toliau:

aA + bB ↔ cC + dD

Kai A ir B žymi reagentus, o C ir D žymimos medžiagos atitinka reakcijos produktus. Taip pat a, b, c ir d reikšmės atitinka A, B, C ir D stechiometrinius koeficientus..

Nuo ankstesnės lygties mes gauname anksčiau minėtą pusiausvyros konstanta, kuri iliustruojama kaip:

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

Kai pusiausvyros konstanta K yra lygi daliai, kurioje skaitiklis susideda iš produktų koncentracijų (pastoviosios būsenos), padidinto iki jų koeficiento, išlyginimo lygtyje ir vardiklis susideda iš panašaus dauginimo bet tarp reagentų, pakeltų prie jų lydinčio koeficiento.

Pusiausvyros konstanta reikšmė

Pažymėtina, kad pusiausvyros konstantai apskaičiuoti lygtyje turėtų būti naudojamos pusiausvyros rūšies koncentracijos, jei nėra šių pokyčių ar sistemos temperatūros..

Taip pat pusiausvyros konstantos vertė pateikia informaciją apie tai, kas yra palanki reakcijos pusiausvyroje, ty ji atskleidžia, ar reakcija yra palanki reagentams ar produktams..

Jei šios konstantos dydis yra daug didesnis nei vienetas (K "1), pusiausvyra bus pakreipta į dešinę ir bus palankesnė produktams, o jei šios konstantos dydis yra daug mažesnis už vienetą (K "1), balansas bus pakreiptas į kairę ir bus naudingesnis reagentams.

Be to, nors pagal konvenciją nurodoma, kad medžiagos, esančios kairėje rodyklės pusėje, yra reagentai, o dešinėje pusėje - produktai, tai gali būti šiek tiek paini, kad reaktyvai, atsirandantys reakcijos metu tiesioginė prasmė atsitinka, kai reakcija yra produktai priešinga kryptimi ir atvirkščiai.

Cheminis balansas

Dažnai reakcijos pasiekia pusiausvyrą tarp pradinių medžiagų ir susidariusių produktų kiekių. Ši pusiausvyra taip pat gali būti pakeista, skatinant vienos iš reakcijoje dalyvaujančių medžiagų padidėjimą ar sumažėjimą.

Analogiškas įvykis išsiskiria ištirpusios medžiagos: reakcijos metu eksperimentiškai galima pastebėti pradinių medžiagų išnykimą ir kintamo greičio produktų susidarymą..

Reakcijos greitis labai priklauso nuo temperatūros ir skirtingo laipsnio reaguojančių medžiagų koncentracijos. Tiesą sakant, šie veiksniai yra tiriami ypač cheminės kinetikos.

Tačiau ši pusiausvyra nėra statinė, bet atsiranda dėl tiesioginės reakcijos ir atvirkštinio.

Tiesioginėje reakcijoje (->) produktai susidaro, o atvirkštinėje reakcijoje (<-) estos vuelven a originar las sustancias iniciales.

Pirmiau minėta yra pirmiau minėta dinaminė pusiausvyra.

Likutis heterogeninėse sistemose

Heterogeninėse sistemose, t. Y. Tose, kurios sudarytos iš kelių fazių, kietųjų medžiagų koncentracijos gali būti laikomos pastoviomis, neatsižvelgiant į K matematinę išraišką..

CaCO₃(-ai) <=> CaO (s) + CO₂(g)

Taigi kalcio karbonato skilimo pusiausvyroje jo koncentracija ir susidariusio oksido koncentracija gali būti laikoma pastovia, nepriklausomai nuo jo masės..

Balanso pamainos

Skaitmeninė pusiausvyros konstanta vertė nustato, ar reakcija skatina produktų formavimąsi, ar ne. Kai K yra didesnė kaip 1, pusiausvyros sistema turės didesnę produktų koncentraciją nei reagentai, o jei K yra mažesnis nei 1, priešingai: pusiausvyroje bus didesnė reaguojančių medžiagų koncentracija nei produktuose..

„Le Chatelier“ pradžia

Koncentracijos, temperatūros ir slėgio pokyčių įtaka gali pakeisti reakcijos greitį.

Pavyzdžiui, jei reakcijoje susidaro dujiniai produktai, padidėjus slėgiui sistemoje, reakcija vyksta priešinga kryptimi (link reagentų)..

Apskritai, neorganinės reakcijos, atliekamos tarp jonų, yra labai greitai, o organinės - daug mažesnės.

Jei reakcija sukelia šilumą, išorinės temperatūros padidėjimas linkęs ją nukreipti priešinga kryptimi, nes atvirkštinė reakcija yra endoterminė (sugeria šilumą)..

Panašiai, jei viename iš reagentų perteklius susidaro pusiausvyros sistemoje, kitos medžiagos sudarys produktus, kad kuo labiau neutralizuotų šį modifikaciją..

Dėl to pusiausvyra vienaip ar kitaip skatina didindama reakcijos greitį, todėl K vertė išlieka pastovi.

Visi šie išoriniai veiksniai ir pusiausvyros atsakas į juos kovojant yra vadinamas Le Chatelier principu.

Programos

Nepaisant didžiulio naudingumo, kai šis įstatymas buvo pasiūlytas, jis neturėjo norimo poveikio ar aktualumo mokslo bendruomenei.

Tačiau nuo dvidešimtojo amžiaus jis įgavo žinomumą dėl to, kad britų mokslininkai Williamas Essonas ir Vernonas Harcourtas per kelis dešimtmečius ją paskelbė..

Laikui bėgant masinės veiklos įstatymas turėjo daug paraiškų, todėl kai kurie iš jų yra nurodyti toliau:

• Sudarius aktyvumą, o ne koncentracijas, naudinga nustatyti reagentų idealaus elgesio nuokrypius tirpale, jei jis atitinka termodinamiką..
• Kai reakcija artėja prie pusiausvyros būsenos, galima prognozuoti santykį tarp grynosios reakcijos greičio ir Gibbso laisvos energijos momentinės reakcijos..
• Kartu su išsamios pusiausvyros principu, šis įstatymas numato gautas vertes pagal veiklos termodinamiką ir pastovumą pusiausvyros būsenoje, taip pat jų ir gautų greičio konstantų santykį. reakcijos tiesiogine prasme, kaip ir priešinga kryptimi.
• Kai reakcijos yra elementarios, taikant šį įstatymą gaunama tam tikros cheminės reakcijos ir jos greičio išraiška tinkamos pusiausvyros lygtis..

Masinio veiksmo teisės pavyzdžiai

-Tiriant negrįžtamą reakciją tarp tirpalo esančių jonų, bendras šio įstatymo išraiškos rezultatas yra Brönsted-Bjerrum formulavimas, kuris nustato esamą ryšį tarp rūšies jonų stiprumo ir pastovaus greičio.

-Analizuojant reakcijas, atliktas praskiestuose idealiuose tirpaluose arba dujinės agregacijos būsenoje, gaunama bendra pradinės teisės išraiška (80-ųjų dešimtmetis).

-Kadangi ji turi visuotines charakteristikas, bendra šio įstatymo išraiška gali būti naudojama kaip kinetikos dalis, o ne matyti ją kaip termodinamikos dalį..

-Naudojant elektronikoje, šis įstatymas naudojamas siekiant nustatyti, kad tam tikro paviršiaus skylučių ir elektronų tankis turi pastovią reikšmę pastovioje būsenoje, net nepriklausomai nuo medžiagos, tiekiamos į medžiagą..

-Plačiai žinoma, kad šio įstatymo taikymas apibūdina plėšrūnų ir grobių dinamiką, darant prielaidą, kad grobio ryšys su grobiu rodo tam tikrą santykį tarp plėšrūnų ir grobio..

-Sveikatos studijų srityje šis įstatymas gali būti taikomas netgi tam tikriems žmogaus elgsenos veiksniams apibūdinti politiniu ir socialiniu požiūriu.

Masinės veiklos įstatymas farmakologijoje

Darant prielaidą, kad D yra vaistas ir R receptorius, ant kurio jis veikia, abu reaguoja į DR kompleksą, atsakingą už farmakologinį poveikį:

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

K yra disociacijos konstanta. Yra tiesioginė reakcija, kurioje vaistas veikia receptorių, o kitas, kur DR kompleksas susiskaldo į pradinius junginius. Kiekviena reakcija turi savo greitį, atitinkantį tik pusiausvyrą, atitinkančią K.

Vertinant masės teisę į raidę, tuo didesnė D koncentracija, tuo didesnis susidaro DR kompleksas.

Tačiau bendras Rt imtuvas turi fizinę ribą, taigi visam turimam D. Be to, eksperimentiniai tyrimai farmakologijos srityje nustatė šiuos masės teisės apribojimus šioje srityje:

- Tarkime, kad R-D nuoroda yra grįžtama, kai daugeliu atvejų tai nėra.

- R-D jungtis gali struktūriškai pakeisti vieną iš dviejų komponentų (vaisto ar receptoriaus), aplinkybę, kuri nemano masinės teisės.

- Be to, masinė teisė prieš pradedant reakciją, kai formuojasi DR, susiduria su daugeliu tarpininkų.

Apribojimai

Masinio veiksmo įstatymas numato, kad kiekviena cheminė reakcija yra pradinė; kitaip tariant, tai, kad molekulė yra tokia pati, kaip ir atitinkama kiekvienos rūšies reakcijos tvarka.

Čia laikomi stechiometriniai koeficientai a, b, c ir d kaip molekulių, kurios įsikiša į reakcijos mechanizmą, skaičius. Vis dėlto pasaulinėje reakcijoje jie nebūtinai sutampa su jūsų užsakymu.

Pavyzdžiui, reakcijai į A + bB <=> cC + dD:

Tiesioginių ir atvirkštinių reakcijų greičio išraiška yra:

k₁= [A]^a[B]^b

k₂= [C]^c[D]^d

Tai taikoma tik elementariosioms reakcijoms, nes visuotinėms reakcijoms, nors stechiometriniai koeficientai yra teisingi, jie ne visada reaguoja. Tiesioginės reakcijos atveju pastaroji gali būti:

k₁= [A]^w[B]^z

Minėtoje išraiškoje w ir z būtų tikrosios A ir B rūšies reakcijos.

Nuorodos

1. Jeffrey Aronson. (2015 m. Lapkričio 19 d.). Gyvenimo įstatymai: Guldbergas ir Waage masinių veiksmų įstatymas. Gauta 2018 m. Gegužės 10 d., Iš: cebm.net
2. ScienceHQ. (2018). Masinės veiklos teisė. Gauta 2018 m. Gegužės 10 d., Iš: sciencehq.com
3. askiitans. (2018). Masinių veiksmų ir pusiausvyros konstantos įstatymas. Gauta 2018 m. Gegužės 10 d., Iš: askiitians.com
4. Salvat Encyclopedia of Sciences. (1968). Chemija 9 tomas, Salvat S.A. leidinių Pamplona, ​​Ispanija. P 13-16.
5. Walter J. Moore. (1963). Fizinė chemija Į Termodinamika ir cheminė pusiausvyra. (Ketvirtoji redakcija). Longmansas. P 169.
6. Alex Yartsev (2018). Masinių veiksmų įstatymas farmakodinamikoje. Gauta 2018 m. Gegužės 10 d. Iš: derangedphysiology.com