החוק של יישומים פעולה המונית, דוגמאות



ה חוק המונים קובע את הקשר הקיים בין המסה הפעילה של המגיבים לבין המרכיבים של המוצרים, בתנאי שיווי משקל ומערכות הומוגניות (פתרונות או שלבי גז). הוא נוסח על ידי מדענים נורבגית C.M. גולדברג ופ 'ואג', שהכירו בכך שיווי משקל הוא דינמי ולא סטטי.

למה דינמי? בגלל המהירות של תגובות ישירות לאחור הם זהים. המונים הפעילים מתבטאים בדרך כלל מול / L (מולריות). תגובה מסוג זה ניתן לכתוב כדלקמן: AA + bB <=> cC + dD. עבור שיווי המשקל המצוטט בדוגמה זו, היחסים בין המגיבים למוצרים מתוארים במשוואה של התמונה התחתונה.

K הוא תמיד קבוע, לא משנה מה הריכוזים הראשונים של החומרים, כל עוד הטמפרטורה לא משתנה. הנה A, B, C ו- D הם מגיבים ומוצרים; בעוד a, b, c ו- d, הם מקדם stoichiometric שלהם.

הערך המספרי של K הוא קבוע אופייני לכל תגובה בטמפרטורה נתונה. אז, K הוא מה שנקרא שיווי המשקל קבוע.

הסימון [] פירושו שבביטוי המתמטי הריכוזים מופיעים ביחידות של mol / L, שהועלו לשלטון השווה למקדם התגובה.

אינדקס

  • 1 מהו חוק הפעולה ההמונית??
    • 1.1 משמעות קבוע שיווי המשקל
  • 2 שיווי משקל כימי
    • 2.1 מאזן במערכות הטרוגניות
    • 2.2 קיזוזים של שיווי משקל
  • 3 עיקרון של לה שאטלייה
  • 4 יישומים
  • 5 דוגמאות לחוק המניעה
  • 6 חוק הפעולה ההמונית בפרמקולוגיה
  • מגבלות
  • 8 הפניות

מהו חוק הפעולה ההמונית??

כאמור, חוק הפעולה המונית מבטא כי מהירות התגובה נתונה באופן ישיר לתוצר הריכוזים של המינים המגיבים, כאשר הריכוז של כל מינים מועלה לכוח השווה למקבילו stoichiometric במשוואה הכימית.

במובן זה, ניתן להסביר טוב יותר באמצעות תגובה הפיכה, אשר משוואה כללית שלה מתואר להלן:

a + bB ↔ cC + dD

כאשר A ו- B מייצגים את המגיבים ואת החומרים המיועדים C ו- D מייצגים את תוצרי התגובה. כמו כן הערכים של a, b, c ו- d מייצגים את המקדמים stoichiometric של A, B, C ו- D, בהתאמה.

החל מהמשוואה הקודמת, אנו מקבלים את שיווי משקל קבוע שהוזכר לעיל, אשר מאויר כמו:

K = [C]c[D]ד/ [A]א[B].ב

כאשר קיומו של שיווי המשקל K שווה למשקל, שבו המונה מורכב מכפל ריכוזי המוצרים (במצב יציב) שהועלו למקדם שלהם במשוואה מאוזנת והמכנה מורכב מכפל דומה אלא בין המגיבים שהועלו למקדם המלווה אותם.

משמעות קבועה של שיווי המשקל

יש לציין שבמשוואה לחישוב קבוע שיווי המשקל יש להשתמש בריכוזים של המינים בשיווי משקל, כל עוד אין שינויים אלה או לטמפרטורת המערכת..

באותו אופן, הערך של קבוע שיווי משקל נותן מידע על התחושה כי הוא המועדף על התגובה של שיווי משקל, כלומר, הוא מגלה אם התגובה היא חיובית כלפי המגיבים או את המוצרים.

במקרה שגודל קבוע זה גדול בהרבה מהיחידה (K "1), שיווי המשקל יטו ימינה ויעדיף את המוצרים, ואילו אם הקיבולת של קבוע זה קטנה בהרבה מהיחידה (K "1), האיזון יטה שמאלה ויעדיף את המגיבים.

כמו כן, למרות האמנה הוא ציין כי החומרים בצד שמאל של החץ הם מגיבים ואלה בצד ימין הם המוצרים, זה יכול להיות קצת מבלבל כי מגיבים המגיעים התגובה התחושה הישירה היא המוצרים בתגובות בכיוון ההפוך ולהיפך.

מאזן כימי

לעתים קרובות התגובות מגיעות לאיזון בין כמויות של חומרים ראשוניים לבין אלה של המוצרים הנוצרים. איזון זה יכול להיות גם נעקרו על ידי העדפת עלייה או ירידה של אחד החומרים המשתתפים בתגובה.

אירוע מקביל מתרחשת דיסוציאציה של חומר מומס: במהלך תגובה, היעלמות של חומרים ראשוניים ואת היווצרות של מוצרים עם מהירות משתנה ניתן לצפות באופן ניסיוני..

מהירות התגובה תלויה במידה רבה בטמפרטורה ובדרגות שונות של ריכוז המגיבים. למעשה, גורמים אלה נלמדים בעיקר על ידי קינטיקה כימית.

עם זאת, שיווי משקל זה אינו סטטי, אלא נובע מקיומו של תגובה ישירה ואחד הפוך.

בתגובה ישירה (->) המוצרים נוצרים, ואילו בתגובה הפוכה (<-) estos vuelven a originar las sustancias iniciales.

האמור לעיל מהווה את מה שמכונה "שיווי משקל דינמי".

איזון במערכות הטרוגניות

במערכות הטרוגניות - כלומר, אלה שנוצרו על ידי כמה שלבים - ריכוזי מוצקים יכול להיחשב קבוע, השמטת הביטוי המתמטי של K.

CaCO3(ים) <=> קאו (ים) + CO2(ז)

לכן, בשיווי משקל הפירוק של סידן פחמתי, ריכוז שלה של תחמוצת וכתוצאה מכך יכול להיחשב קבוע ללא קשר למסה שלה.

מאזן תזוזה

הערך המספרי של קבוע שיווי משקל קובע אם התגובה מעדיפה היווצרות של מוצרים או לא. כאשר K הוא גדול מ -1, המערכת בשיווי משקל תהיה ריכוז גבוה יותר של מוצרים מאשר ריאגנטים, ואם K הוא פחות מ 1, ההפך קורה: בשיווי משקל יהיה ריכוז גבוה יותר של המגיבים מאשר במוצרים..

תחילתו של לה שאטלייה

השפעת הווריאציות בריכוז, בטמפרטורה ובלחץ יכולה לשנות את מהירות התגובה.

לדוגמה, אם בתגובה מוצרים גזיים נוצרים, עלייה בלחץ על המערכת גורם התגובה להמשיך בכיוון ההפוך (לכיוון המגיבים).

באופן כללי, התגובות האי-אורגניות המתבצעות בין יונים הן מהירות מאוד, ואילו לתכשירים האורגניים יש מהירויות נמוכות בהרבה.

אם התגובה מייצרת חום, עלייה בטמפרטורה החיצונית נוטה לכוון אותה בכיוון ההפוך, שכן התגובה ההפוכה היא אנדותמית (סופגת חום).

כמו כן, אם נוצר עודף באחד המגיבים בתוך מערכת שיווי משקל, החומרים האחרים ייווצרו מוצרים כדי לנטרל שינוי זה ככל האפשר..

כתוצאה מכך, שיווי המשקל נע בדרך זו או אחרת על ידי הגדלת מהירות התגובה, כך שערך K נשאר קבוע.

כל אלה השפעות חיצוניות ואת התגובה איזון כדי לנטרל אותם הוא מה שמכונה עקרון Le Chatelier.

יישומים

למרות התועלת העצומה שבה, כאשר הוצע חוק זה, לא היתה לו השפעה רצויה או רלוונטיות בקהילה המדעית.

עם זאת, מן המאה העשרים ואילך, הוא זכה לשמצה הודות לעובדה שהמדענים הבריטים וויליאם אססון וורנון הארקורט לקחו אותו כמה עשורים לאחר פרסומה.

החוק של פעולה המונית יש יישומים רבים לאורך זמן, ולכן כמה מצוינות להלן:

  • כאשר ניסח במונחים של פעילויות במקום ריכוזים, כדאי לקבוע את הסטיות של ההתנהגות האידיאלית של המגיבים בפתרון, כל עוד הוא עולה בקנה אחד עם התרמודינמיקה.
  • כאשר התגובה מתקרבת למצב שיווי המשקל, ניתן להעריך את הקשר בין שיעור התגובה נטו לבין האנרגיה החופשית של גיבס..
  • בשילוב עם עקרון שיווי המשקל המפורט, באופן כללי, חוק זה צופה את הערכים המתקבלים, על פי התרמודינמיקה, של הפעילויות והקבוע במצב שיווי המשקל, כמו גם את הקשר בין אלה לבין קבועי המהירות. את התגובות בצורה ישירה כמו בכיוון ההפוך.
  • כאשר התגובות הן מסוג יסודי, כאשר החלת חוק זה, משוואה של שיווי משקל מתאים לתגובה כימית מסוימת ואת הביטויים של המהירות שלה מתקבלים..

דוגמאות לחוק ההמונים

-כאשר בוחנים תגובה בלתי הפיכה בין יונים הנמצאים בתמיסה, הביטוי הכללי של חוק זה מוביל לגיבוש של ברונסטד-בירום, אשר קובע את הקשר הקיים בין הכוח היוני של המין לבין מהירות קבועה.

-כאשר בוחנים את התגובות המתבצעות בפתרונות אידיאליים בדילול או במצב של צבירה גזי, מתקבל הביטוי הכללי של החוק המקורי (עשור של שנות השמונים).

-מאז יש לו מאפיינים אוניברסליים, הביטוי הכללי של חוק זה יכול לשמש חלק קינטיקה במקום לראות את זה כחלק תרמודינמיקה.

-כאשר נעשה שימוש באלקטרוניקה, חוק זה משמש כדי לקבוע כי הכפל בין צפיפות החורים והאלקטרונים של משטח נתון נתון לגודל קבוע במצב יציב, גם ללא קשר לסמים המסופקים לחומר.

-זה ידוע נרחב השימוש בחוק זה כדי לתאר את הדינמיקה הקיימת בין טורפים לטרף, בהנחה כי הקשר טורף על טרף מציג חלק מסוים עם היחסים בין טורפים טרף..

-בתחום מדעי הבריאות ניתן להחיל חוק זה גם על מנת לתאר גורמים מסוימים בהתנהגות האנושית, מנקודת מבט פוליטית וחברתית.

החוק של פעולה המונית פרמקולוגיה

בהנחה ש- D הוא התרופה ו- R הקולטן שעליו הוא פועל, שניהם מגיבים כדי ליצור את מתחם DR, האחראי על האפקט הפרמקולוגי:

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

K הוא קבוע הדיסוציאציה. יש תגובה ישירה שבה התרופה פועלת על קולטן, ועוד שבו מורכבים DR מתמוסס לתוך תרכובות המקורי. כל תגובה יש מהירות משלה, שווה רק בשיווי משקל, סיפוק K.

פירוש המסה החוק למכתב, ריכוז גבוה יותר של D, גבוה יותר הריכוז של מורכבות DR נוצר.

עם זאת, סך מקבלי Rt יש גבול פיזי, ולכן אין כמות בלתי מוגבלת של R עבור כל ד זמין. כמו כן, מחקרים שנערכו בתחום הפרמקולוגיה מצאו את המגבלות הבאות על חוק ההמונים בתחום זה:

- נניח כי הקישור R-D הוא הפיך, כאשר ברוב המקרים זה באמת לא.

- קשר R-D יכול לשנות באופן מבני אחד משני המרכיבים (התרופה או הקולטן), נסיבות שאינן מתחשבות בחוק המונים.

- בנוסף, החוק ההמוני מחוויר לפני התגובות שבהן מתווכים מרובים מתערבים במבנה של DR.

מגבלות

חוק הפעולה ההמונית מניח שכל תגובה כימית היא יסודית; במילים אחרות, המולקולות היא זהה לזו של התגובה המתאימה לכל מין מעורב.

כאן המקדמים stoichiometric a, b, c, ו- d נחשבים כמספר המולקולות המתערבות במנגנון התגובה. עם זאת, בתגובות הגלובלית אלה לא בהכרח בקנה אחד עם ההזמנה שלך.

לדוגמה, עבור התגובה A + bB <=> cC + dD:

ביטוי המהירות לתגובות ישירות והופכות הן:

k1= [A]א[B].ב

k2= [C]c[D]ד

זה חל רק על תגובות אלמנטריות, שכן עבור התגובות הגלובליות, למרות המקדמים stoichiometric נכונים, הם לא תמיד הוראות התגובה. במקרה של תגובה ישירה, זה האחרון יכול להיות:

k1= [A]w[B]z

הביטוי אמר w ו- z יהיה הזמנות התגובה האמיתית של מינים A ו- B.

הפניות

  1. ג'פרי ארונסון. (19 בנובמבר 2015). חוקי החיים: חוק המידות של גולדברג וויאג'. ב -10 במאי 2018, מתוך: cebm.net
  2. . (2018). חוק המונים. אחזור ב -10 במאי 2018, מתוך: sciencehq.com
  3. . (2018). חוק מסה ופעולה שיווי המשקל. אוחזר ב -10 במאי 2018, מ: askiitians.com
  4. אנציקלופדיה של סלוואט למדעים. (1968). כימיה כרך 9, סלוואט א. מהדורות פמפלונה, ספרד. P 13-16.
  5. וולטר מור מור. (1963). כימיה פיסיקלית ב תרמודינמיקה ואיזון כימי. (מהדורה רביעית). לונגמאנס. P 169.
  6. אלכס ירטסב (2018). חוק המיסה בפרמקודינמיקה. אחזור ב -10 במאי 2018, מ: derangedphysiology.com