განვიხილოთ ზოგადი ფორმის შექცევადი ქიმიური რეაქცია, რომელშიც ყველა ნივთიერება აგრეგაციის ერთსა და იმავე მდგომარეობაშია, მაგალითად, თხევადი:

aA + bB D cC + დ D,

სადაც A და B არის პირდაპირი რეაქციის საწყისი მასალები; C და D არის პირდაპირი რეაქციის პროდუქტები; ა, ბ, გ და დ- სტექიომეტრიული კოეფიციენტები.

დროის საწყის მომენტში, როდესაც A და B ნივთიერებების კონცენტრაცია ყველაზე მაღალია, პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე ასევე ყველაზე მაღალი იქნება და მასის მოქმედების კანონის მიხედვით უდრის

u pr \u003d k 1 C A a C B in (6.1)

სადაც k 1 არის პირდაპირი რეაქციის სიჩქარის მუდმივი.

დროთა განმავლობაში მცირდება A და B ნივთიერებების კონცენტრაცია და, შესაბამისად, მცირდება პირდაპირი რეაქციის სიჩქარეც.

დროის საწყის მომენტში C და D ნივთიერებების კონცენტრაცია ნულის ტოლია და, შესაბამისად, საპირისპირო რეაქციის სიჩქარე ნულის ტოლია, დროთა განმავლობაში იზრდება C და D ნივთიერებების კონცენტრაცია და, შესაბამისად, საპირისპირო რეაქციის სიჩქარეც იზრდება და ტოლი იქნება

u arr \u003d k 2 C C ერთად C D დ (6.2)

სადაც k 2 არის საპირისპირო რეაქციის სიჩქარის მუდმივი.

წონასწორობის მიღწევის მომენტში კონცენტრაციები იღებენ წონასწორობის მნიშვნელობას და სიჩქარეები უდრის ერთმანეთს u pr \u003d u arr, შესაბამისად

k 1 C A a C B c = k 2 C C c C D დ (6.3)

მოდით გადავიტანოთ სიჩქარის მუდმივები ერთი მიმართულებით და კონცენტრაციები მეორეში:

ორი მუდმივის თანაფარდობა არის მუდმივი და მას ქიმიური წონასწორობის მუდმივი ეწოდება:

წონასწორობის მუდმივი აჩვენებსრამდენჯერ მეტია წინა რეაქციის სიჩქარე ან ნაკლები საპირისპირო რეაქციის სიჩქარეზე.

წონასწორობის მუდმივიარის რეაქციის პროდუქტების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტის თანაფარდობა, აღებული მათი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების სიმძლავრესთან, საწყისი მასალების წონასწორული კონცენტრაციების ნამრავლთან, მიღებული მათი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების სიმძლავრესთან.

წონასწორობის მუდმივი მნიშვნელობა დამოკიდებულია რეაქციაში მყოფი ნივთიერებების ბუნებაზე და ტემპერატურაზე და არ არის დამოკიდებული წონასწორობის მომენტში კონცენტრაციაზე, რადგან მათი თანაფარდობა ყოველთვის არის მუდმივი მნიშვნელობა, რიცხობრივად უდრის წონასწორობის მუდმივას. თუ ხსნარში მყოფ ნივთიერებებს შორის ხდება ერთგვაროვანი რეაქცია, მაშინ წონასწორობის მუდმივი აღინიშნება K C-ით, ხოლო თუ აირებს შორის, მაშინ K P.

სადაც Р С, Р D, Р А და Р В არის რეაქციის მონაწილეთა წონასწორული წნევა.

განტოლების გამოყენებით კლაპეირონ-მენდელეევი, შეგიძლიათ დაადგინოთ კავშირი K P-სა და K C-ს შორის

გადაიტანეთ ხმა მარჯვენა მხარეს

p = RT, ანუ p = CRT (6.9)

ჩვენ ვცვლით განტოლებას (6.9) (6.7) თითოეული რეაგენტისთვის და ვამარტივებთ

სადაც Dn არის რეაქციაში აირისებრი მონაწილეების მოლების რაოდენობის ცვლილება

Dn = (s + დ) - (a + c) (6.11)

აქედან გამომდინარე,

K P \u003d K C (RT) D n (6.12)

(6.12) განტოლებიდან ჩანს, რომ K P = K C, თუ რეაქციაში აირისებრი მონაწილეების მოლების რაოდენობა არ იცვლება (Dn = 0) ან სისტემაში არ არის აირები.

აღსანიშნავია, რომ ჰეტეროგენული პროცესის შემთხვევაში სისტემაში მყარი ან თხევადი ფაზის კონცენტრაცია არ არის გათვალისწინებული.

მაგალითად, წონასწორობის მუდმივი რეაქციისთვის 2A + 3B \u003d C + 4D, იმ პირობით, რომ ყველა ნივთიერება არის აირი და აქვს ფორმა

და თუ D მყარია, მაშინ

წონასწორობის მუდმივას დიდი თეორიული და პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს. წონასწორობის მუდმივის რიცხვითი მნიშვნელობა შესაძლებელს ხდის ვიმსჯელოთ ქიმიური რეაქციის პრაქტიკული შესაძლებლობისა და სიღრმის შესახებ.

თუ K > 1,შემდეგ ეს რეაქცია მიმდინარეობს რეაქციის პროდუქტების მნიშვნელოვანი მოსავლიანობით; თუ K > 10 4 , მაშინ რეაქცია შეუქცევადია; თუ კ< 1, то такая реакция нетехнологична; если K < 10 -4 , то такая реакция невозможна.

წონასწორობის მუდმივის ცოდნით, შეიძლება განისაზღვროს რეაქციის ნარევის შემადგენლობა წონასწორობის მომენტში და გამოვთვალოთ რეაქციის პროდუქტების გამოსავლიანობა. წონასწორობის მუდმივი შეიძლება განისაზღვროს ექსპერიმენტული მეთოდების გამოყენებით, წონასწორობის მომენტში რეაქციული ნარევის რაოდენობრივი შემადგენლობის ანალიზით ან თეორიული გამოთვლების გამოყენებით. სტანდარტულ პირობებში მრავალი რეაქციისთვის, წონასწორობის მუდმივი არის ცხრილის მნიშვნელობა.

6.3. ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ქიმიურ წონასწორობაზე. ლე შატელიეს პრინციპი

სისტემაზე გარეგანი მოქმედებით, ქიმიური წონასწორობა იცვლება, ანუ იცვლება საწყისი ნივთიერებებისა და რეაქციის პროდუქტების წონასწორული კონცენტრაციები. თუ გარეგანი გავლენის შედეგად, რეაქციის პროდუქტების წონასწორული კონცენტრაციები იზრდება, მაშინ საუბარია წონასწორობის მარჯვნივ გადაადგილებაზე (პირდაპირი რეაქციის მიმართულებით). თუ გარეგანი ზემოქმედების შედეგად, საწყისი ნივთიერებების წონასწორული კონცენტრაცია იზრდება, მაშინ საუბარია წონასწორობის მარცხნივ გადასვლაზე (საპირისპირო რეაქციის მიმართულებით).

ქიმიური წონასწორობის ცვლილებაზე სხვადასხვა ფაქტორების გავლენა აისახება ლე შატელიეს პრინციპი (1884): თუ სისტემა სტაბილურ ქიმიურ წონასწორობაში მოქმედებს გარედან ტემპერატურის, წნევის ან კონცენტრაციის შეცვლით, მაშინ ქიმიური წონასწორობა იცვლება იმ მიმართულებით, რომელშიც მცირდება წარმოქმნილი ეფექტის ეფექტი.

უნდა აღინიშნოს, რომ კატალიზატორი არ ცვლის ქიმიურ წონასწორობას, არამედ მხოლოდ აჩქარებს მის დაწყებას.

განვიხილოთ თითოეული ფაქტორის გავლენა ქიმიური წონასწორობის ცვლილებაზე ზოგადი რეაქციისთვის:

aA + bB = cC + დ D±Q.

კონცენტრაციის ცვლილების ეფექტი. Le Chatelier-ის პრინციპის მიხედვით, წონასწორული ქიმიური რეაქციის ერთ-ერთი კომპონენტის კონცენტრაციის ზრდა იწვევს წონასწორობის ცვლილებას იმ რეაქციის გაზრდისკენ, რომელშიც ხდება ამ კომპონენტის ქიმიური დამუშავება. პირიქით, ერთ-ერთი კომპონენტის კონცენტრაციის დაქვეითება იწვევს წონასწორობის ცვლილებას ამ კომპონენტის ფორმირებისკენ.

ამრიგად, A ან B ნივთიერების კონცენტრაციის მატება წონასწორობას ცვლის წინსვლის მიმართულებით; C ან D ნივთიერების კონცენტრაციის მატება ცვლის წონასწორობას საპირისპირო მიმართულებით; A ან B კონცენტრაციის შემცირება წონასწორობას საპირისპირო მიმართულებით ცვლის; C ან D ნივთიერების კონცენტრაციის დაქვეითება წონასწორობას ცვლის წინსვლის მიმართულებით. (სქემურად შეგიძლიათ დაწეროთ: -C A ან C B ®; -C C ან C D ¬; ¯ C A ან C B ¬; ¯ C C ან CD ®).

ტემპერატურის ეფექტი.ზოგადი წესი, რომელიც განსაზღვრავს ტემპერატურის გავლენას წონასწორობაზე, აქვს შემდეგი ფორმულირება: ტემპერატურის მატება ხელს უწყობს წონასწორობის ცვლილებას ენდოთერმული რეაქციისკენ (- Q); ტემპერატურის დაწევა ხელს უწყობს წონასწორობის ცვლილებას ეგზოთერმული რეაქციისკენ (+ Q).

თერმული ეფექტის გარეშე მიმდინარე რეაქციები არ ცვლის ქიმიურ წონასწორობას ტემპერატურის ცვლილებით. ტემპერატურის მატება ამ შემთხვევაში მხოლოდ წონასწორობის უფრო სწრაფ დამყარებას იწვევს, რაც მოცემულ სისტემაში მიიღწევა გათბობის გარეშეც, მაგრამ უფრო დიდი ხნის განმავლობაში.

ამრიგად, ეგზოთერმული რეაქციის დროს (+ Q) ტემპერატურის მატება იწვევს წონასწორობის ცვლილებას საპირისპირო მიმართულებით და, პირიქით, ენდოთერმული რეაქციაში (- Q), ტემპერატურის მატება იწვევს წინსვლას. მიმართულებით და ტემპერატურის შემცირება საპირისპირო მიმართულებით. (სქემურად შეგიძლიათ დაწეროთ: +Q -T ¬; ¯T ®; -Q -T ®; ¯T ¬).

წნევის გავლენა.როგორც გამოცდილება გვიჩვენებს, წნევას აქვს შესამჩნევი გავლენა მხოლოდ იმ წონასწორული რეაქციების გადაადგილებაზე, რომლებშიც მონაწილეობენ აირისებრი ნივთიერებები და ამ შემთხვევაში რეაქციაში აირის მონაწილეთა მოლების რაოდენობის ცვლილება (Dn) არ არის ნულის ტოლი. წნევის მატებასთან ერთად წონასწორობა გადადის რეაქციისკენ, რომელსაც თან ახლავს აირისებრი ნივთიერებების ნაკლები მოლის წარმოქმნა, ხოლო წნევის შემცირებით - უფრო მეტი მოლის აირისებრი ნივთიერებების წარმოქმნისკენ.

ამრიგად, თუ Dn = 0, მაშინ წნევა გავლენას არ ახდენს ქიმიური წონასწორობის ცვლილებაზე; თუ დნ< 0, то увеличение давления смещает равновесие в прямом направлении, уменьшение давления в сторону обратной реакции; если Dn >0, შემდეგ წნევის მატება ცვლის წონასწორობას საპირისპირო მიმართულებით, ხოლო წნევის შემცირება - პირდაპირი რეაქციის მიმართულებით. (სქემურად შეიძლება დაიწეროს: Dn = 0-ზე P არ მოქმედებს; Dn 0-ზე -P ¬, ¯P ®). ლე შატელიეს პრინციპი გამოიყენება როგორც ერთგვაროვან, ისე ჰეტეროგენულ სისტემებზე და იძლევა წონასწორობის ცვლის ხარისხობრივ მახასიათებელს.

რაოდენობრივ მახასიათებელს, რომელიც გვიჩვენებს რეაქციის მიმართულებას და ნივთიერებების კონცენტრაციის ცვლილებას, ეწოდება ქიმიური რეაქციის წონასწორობის მუდმივი. წონასწორობის მუდმივი დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და რეაგენტების ბუნებაზე.

შექცევადი და შეუქცევადი რეაქციები

ყველა რეაქცია შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად:

• შექცევადი, ერთდროულად მიედინება ორი ერთმანეთის საპირისპირო მიმართულებით;
• შეუქცევადიმიედინება იმავე მიმართულებით სულ მცირე ერთი საწყისი ნივთიერების მთლიანი მოხმარებით.

შეუქცევად რეაქციებში უხსნადი ნივთიერებები ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ნალექის ან აირის სახით. ეს რეაქციები მოიცავს:

• წვა:

  C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + H 2 O;

• დაშლა:

  2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + H 2 O;

• კავშირი ნალექის ან გაზის წარმოქმნასთან:

  BaCl 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2NaCl.

ბრინჯი. 1. BaSO 4-ის ნალექი.

შექცევადი რეაქციები შესაძლებელია მხოლოდ გარკვეულ მუდმივ პირობებში. ორიგინალური ნივთიერებები იძლევა ახალ ნივთიერებას, რომელიც მაშინვე იშლება მის შემადგენელ ნაწილებად და კვლავ გროვდება. მაგალითად, რეაქციის შედეგად 2NO + O 2 ↔ 2NO 2 აზოტის ოქსიდი (IV) ადვილად იშლება აზოტის ოქსიდად (II) და ჟანგბადად.

წონასწორობა

გარკვეული დროის შემდეგ, შექცევადი რეაქციის სიჩქარე ნელდება. მიღწეულია ქიმიური წონასწორობა - მდგომარეობა, რომელშიც დროთა განმავლობაში არ შეიცვლება საწყისი ნივთიერებების და რეაქციის პროდუქტების კონცენტრაცია, რადგან წინა და საპირისპირო რეაქციების სისწრაფე გათანაბრდება. წონასწორობა შესაძლებელია მხოლოდ ერთგვაროვან სისტემებში, ანუ ყველა რეაქციაში მყოფი ნივთიერება არის სითხე ან აირი.

განვიხილოთ ქიმიური წონასწორობა წყალბადის იოდთან ურთიერთქმედების რეაქციის მაგალითზე:

• პირდაპირი რეაქცია -

  H 2 + I 2 ↔ 2HI;

• ზურგის რეაქცია -

  2HI ↔ H 2 + I 2 .

როგორც კი ორი რეაგენტი შერეულია - წყალბადი და იოდი - წყალბადის იოდი ჯერ არ არსებობს, რადგან მარტივი ნივთიერებები მხოლოდ რეაგირებენ. საწყისი ნივთიერებების დიდი რაოდენობა აქტიურად რეაგირებს ერთმანეთთან, ამიტომ პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე მაქსიმალური იქნება. ამ შემთხვევაში საპირისპირო რეაქცია არ მიმდინარეობს და მისი სიჩქარე ნულის ტოლია.

პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე შეიძლება გამოისახოს გრაფიკულად:

ν pr = k pr ∙ ∙ ,

სადაც k pr არის პირდაპირი რეაქციის სიჩქარის მუდმივი.

დროთა განმავლობაში, რეაგენტები მოიხმარენ, მათი კონცენტრაცია მცირდება. შესაბამისად, წინა რეაქციის სიჩქარე მცირდება. ამავდროულად, ახალი ნივთიერების, წყალბადის იოდიდის კონცენტრაცია იზრდება. როდესაც დაგროვდება, ის იწყებს დაშლას და საპირისპირო რეაქციის სიჩქარე იზრდება. ის შეიძლება გამოიხატოს როგორც

ν arr = k arr ∙ 2 .

წყალბადის იოდიდი კვადრატულია, რადგან მოლეკულის კოეფიციენტი ორია.

რაღაც მომენტში, წინ და საპირისპირო რეაქციების სიხშირე გათანაბრდება. არსებობს ქიმიური წონასწორობის მდგომარეობა.

ბრინჯი. 2. რეაქციის სიჩქარის გრაფიკი დროის მიმართ.

წონასწორობა შეიძლება გადაინაცვლოს ან საწყისი მასალებისკენ ან რეაქციის პროდუქტებისკენ. გარე ფაქტორების გავლენის ქვეშ გადაადგილებას Le Chatelier-ის პრინციპი ეწოდება. წონასწორობაზე გავლენას ახდენს ერთ-ერთი ნივთიერების ტემპერატურა, წნევა, კონცენტრაცია.

მუდმივი გაანგარიშება

წონასწორობის მდგომარეობაში, ორივე რეაქცია მიმდინარეობს, მაგრამ ამავდროულად, ნივთიერებების კონცენტრაციები წონასწორობაშია (ფორმირდება წონასწორული კონცენტრაციები), რადგან მაჩვენებლები დაბალანსებულია (ν pr \u003d ν arr).

ქიმიური წონასწორობა ხასიათდება ქიმიური წონასწორობის მუდმივით, რომელიც გამოიხატება შემაჯამებელი ფორმულით:

K p \u003d k pr / k arr \u003d კონსტ.

რეაქციის სიჩქარის მუდმივები შეიძლება გამოიხატოს რეაქციის სიჩქარის თანაფარდობით. ავიღოთ საპირისპირო რეაქციის პირობითი განტოლება:

aA + bB ↔ cC + dD.

მაშინ წინა და საპირისპირო რეაქციების სიხშირე ტოლი იქნება:

• ν inc = k inc ∙ [A] p a ∙ [B] p b
• ν arr = k arr ∙ [C] p c ∙ [D] p d .

შესაბამისად, თუ

ν pr \u003d ν arr,

k ex ∙ [A] p a ∙ [B] p b = k arr ∙ [C] p c ∙ [D] p d.

აქედან შეგვიძლია გამოვხატოთ მუდმივების თანაფარდობა:

k arr / k inc = [C] p c ∙ [D] p d / [A] p a ∙ [B] p b.

ეს თანაფარდობა უდრის წონასწორობის მუდმივას:

K p = [C] p c ∙ [D] p d / [A] p a ∙ [B] p b.

ბრინჯი. 3. წონასწორობის მუდმივის ფორმულა.

მნიშვნელობა გვიჩვენებს, რამდენჯერ აღემატება საპირისპირო რეაქციის სიჩქარეს.

რა ვისწავლეთ?

რეაქციები, რომლებიც დამოკიდებულია საბოლოო პროდუქტებზე, იყოფა შექცევად და შეუქცევადად. შექცევადი რეაქციები მიმდინარეობს ორივე მიმართულებით: საწყისი მასალები ქმნიან საბოლოო პროდუქტებს, რომლებიც იშლება საწყის ნივთიერებებად. რეაქციის დროს, წინა და საპირისპირო რეაქციების სიჩქარე დაბალანსებულია. ამ მდგომარეობას ქიმიური წონასწორობა ეწოდება. ის შეიძლება გამოისახოს, როგორც რეაქციის პროდუქტების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტის თანაფარდობა საწყისი მასალების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტთან.

თემის ვიქტორინა

ანგარიშის შეფასება

Საშუალო რეიტინგი: 4.8. სულ მიღებული შეფასებები: 193.

1885 წელს გამოიტანა ფრანგი ფიზიკოსი და ქიმიკოსი ლე შატელიე, ხოლო 1887 წელს გერმანელმა ფიზიკოსმა ბრაუნმა დაასაბუთა ქიმიური წონასწორობის კანონი და ქიმიური წონასწორობის მუდმივი და შეისწავლა მათი დამოკიდებულება სხვადასხვა გარე ფაქტორების გავლენაზე.

ქიმიური წონასწორობის არსი

წონასწორობა არის მდგომარეობა, რომელიც ნიშნავს, რომ ყველაფერი ყოველთვის მოძრაობს. პროდუქტები იშლება რეაგენტებად, ხოლო რეაგენტები გაერთიანებულია პროდუქტებად. ყველაფერი მოძრაობს, მაგრამ კონცენტრაცია იგივე რჩება. რეაქცია იწერება ტოლობის ნიშნის ნაცვლად ორმაგი ისრით, რათა აჩვენოს, რომ ის შექცევადია.

კლასიკური ნიმუშები

ჯერ კიდევ გასულ საუკუნეში ქიმიკოსებმა აღმოაჩინეს გარკვეული ნიმუშები, რომლებიც უზრუნველყოფენ რეაქციის მიმართულების შეცვლის შესაძლებლობას იმავე კონტეინერში. იმის ცოდნა, თუ როგორ მუშაობს ქიმიური რეაქციები, წარმოუდგენლად მნიშვნელოვანია როგორც ლაბორატორიული კვლევისთვის, ასევე სამრეწველო წარმოებისთვის. ამავდროულად, დიდი მნიშვნელობა აქვს ყველა ამ ფენომენის კონტროლის უნარს. ადამიანის ბუნებაა ჩაერიოს ბევრ ბუნებრივ პროცესში, განსაკუთრებით შექცევად პროცესებში, რათა მოგვიანებით გამოიყენოს ისინი საკუთარი სარგებლისთვის. ქიმიური რეაქციების ცოდნიდან უფრო სასარგებლო იქნება, თუ თავისუფლად ფლობთ მათ კონტროლის ბერკეტებს.

ქიმიაში მასის მოქმედების კანონი გამოიყენება ქიმიკოსების მიერ რეაქციების სიჩქარის სწორად გამოსათვლელად. ის იძლევა ნათელ წარმოდგენას, რომ არცერთი არ დასრულდება, თუ ის ჩატარდება დახურულ სისტემაში. მიღებული ნივთიერებების მოლეკულები მუდმივ და შემთხვევით მოძრაობაშია და შესაძლოა მალე მოხდეს საპირისპირო რეაქცია, რომლის დროსაც საწყისი მასალის მოლეკულები აღდგება.

ინდუსტრიაში, ღია სისტემები ყველაზე ხშირად გამოიყენება. ჭურჭელი, აპარატურა და სხვა კონტეინერები, სადაც ქიმიური რეაქციები მიმდინარეობს, რჩება გახსნილი. ეს აუცილებელია იმისთვის, რომ ამ პროცესების დროს შესაძლებელი იყოს სასურველი პროდუქტის ამოღება და უსარგებლო რეაქციის პროდუქტებისგან თავის დაღწევა. მაგალითად, ნახშირი იწვება ღია ღუმელებში, ცემენტი იწარმოება ღია ღუმელებში, აფეთქების ღუმელები მუშაობენ ჰაერის მუდმივი მიწოდებით, ხოლო ამიაკი სინთეზირდება თავად ამიაკის განუწყვეტლივ მოცილებით.

შექცევადი და შეუქცევადი ქიმიური რეაქციები

დასახელებიდან გამომდინარე, შეიძლება მივცეთ შესაბამისი განმარტებები: შეუქცევადი რეაქციები არის ის, რაც მთავრდება, არ იცვლის მიმართულებას და მიდის მოცემული ტრაექტორიის გასწვრივ, მიუხედავად წნევის ვარდნისა და ტემპერატურის მერყეობისა. მათი განმასხვავებელი თვისება ის არის, რომ ზოგიერთმა პროდუქტმა შეიძლება დატოვოს რეაქციის სფერო. ამრიგად, მაგალითად, შესაძლებელია გაზის მიღება (CaCO 3 \u003d CaO + CO 2), ნალექი (Cu (NO 3) 2 + H 2 S \u003d CuS + 2HNO 3) ან სხვა ასევე ჩაითვლება შეუქცევადად, თუ პროცესის დროს დიდი რაოდენობით გამოიყოფა თერმული ენერგია, მაგალითად: 4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + Q.

ბუნებაში წარმოქმნილი თითქმის ყველა რეაქცია შექცევადია. მიუხედავად ისეთი გარე პირობებისა, როგორიცაა წნევა და ტემპერატურა, თითქმის ყველა პროცესი შეიძლება ერთდროულად მიმდინარეობდეს სხვადასხვა მიმართულებით. როგორც ქიმიაში მასის მოქმედების კანონი ამბობს, შთანთქმის სითბოს რაოდენობა გამოთავისუფლებული რაოდენობის ტოლი იქნება, რაც ნიშნავს, რომ თუ ერთი რეაქცია ეგზოთერმული იყო, მაშინ მეორე (საპირისპირო) ენდოთერმული იქნება.

ქიმიური წონასწორობა: ქიმიური წონასწორობის მუდმივი

რეაქციები არის ქიმიის „ზმნები“ – აქტივობები, რომლებსაც ქიმიკოსები სწავლობენ. ბევრი რეაქცია სრულდება და შემდეგ ჩერდება, რაც იმას ნიშნავს, რომ რეაგენტები მთლიანად გარდაიქმნება პროდუქტებად, თავდაპირველ მდგომარეობას დაბრუნების გარეშე. ზოგიერთ შემთხვევაში რეაქცია მართლაც შეუქცევადია, მაგალითად, როდესაც წვა იცვლება როგორც ფიზიკურად, ასევე ქიმიურთან, თუმცა არის მრავალი სხვა გარემოება, რომლებშიც ეს არამარტო შესაძლებელია, არამედ უწყვეტიცაა, რადგან პირველი რეაქციის პროდუქტები რეაქტორებად იქცევა. მეორე.

დინამიურ მდგომარეობას, რომელშიც რეაგენტებისა და პროდუქტების კონცენტრაცია მუდმივი რჩება, წონასწორობა ეწოდება. შესაძლებელია ნივთიერებების ქცევის პროგნოზირება გარკვეული კანონების დახმარებით, რომლებიც გამოიყენება ინდუსტრიებში, რომლებიც ცდილობენ შეამცირონ კონკრეტული ქიმიკატების წარმოების ღირებულება. ქიმიური წონასწორობის კონცეფცია ასევე სასარგებლოა იმ პროცესების გასაგებად, რომლებიც ინარჩუნებენ ან პოტენციურად ემუქრებიან ადამიანის ჯანმრთელობას. ქიმიური წონასწორობის მუდმივი არის რეაქციის ფაქტორის მნიშვნელობა, რომელიც დამოკიდებულია იონურ სიძლიერეზე და ტემპერატურაზე და დამოუკიდებელია ხსნარში რეაქტორებისა და პროდუქტების კონცენტრაციისგან.

წონასწორობის მუდმივის გამოთვლა

ეს მნიშვნელობა არის განზომილებიანი, ანუ მას არ აქვს ერთეულების გარკვეული რაოდენობა. მიუხედავად იმისა, რომ გაანგარიშება ჩვეულებრივ იწერება ორი რეაქტანტისა და ორი პროდუქტისთვის, ის მუშაობს რეაქციის მონაწილეთა ნებისმიერი რაოდენობისთვის. წონასწორობის მუდმივის გამოთვლა და ინტერპრეტაცია დამოკიდებულია იმაზე, არის თუ არა ქიმიური რეაქცია დაკავშირებული ერთგვაროვან ან ჰეტეროგენულ წონასწორობასთან. ეს ნიშნავს, რომ ყველა რეაქტიული კომპონენტი შეიძლება იყოს სუფთა სითხეები ან აირები. ჰეტეროგენულ წონასწორობაში მიღწეული რეაქციებისთვის, როგორც წესი, არ არის ერთი ფაზა, არამედ მინიმუმ ორი. მაგალითად, სითხეები და აირები ან და სითხეები.

წონასწორობის მუდმივის მნიშვნელობა

ნებისმიერი მოცემული ტემპერატურისთვის არის წონასწორობის მუდმივის მხოლოდ ერთი მნიშვნელობა, რომელიც იცვლება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ტემპერატურა, რომლის დროსაც ხდება რეაქცია იცვლება ამა თუ იმ მიმართულებით. ზოგიერთი პროგნოზის გაკეთება შესაძლებელია ქიმიური რეაქციის შესახებ იმის მიხედვით, წონასწორობის მუდმივი დიდია თუ მცირე. თუ მნიშვნელობა ძალიან დიდია, მაშინ წონასწორობა ხელს უწყობს რეაქციას მარჯვნივ და მიიღება უფრო მეტი პროდუქტი, ვიდრე იყო რეაქტანტები. რეაქციას ამ შემთხვევაში შეიძლება ეწოდოს "ტოტალური" ან "რაოდენობრივი".

თუ წონასწორობის მუდმივი მნიშვნელობა მცირეა, მაშინ ის ხელს უწყობს რეაქციას მარცხნივ, სადაც რეაქტანტების რაოდენობა წარმოქმნილ პროდუქტებზე მეტი იყო. თუ ეს მნიშვნელობა ნულისკენ მიისწრაფვის, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ რეაქცია არ მოხდება. თუ წონასწორობის მუდმივი მნიშვნელობები წინა და საპირისპირო რეაქციებისთვის თითქმის იგივეა, მაშინ რეაქტანტებისა და პროდუქტების რაოდენობა ასევე თითქმის იგივე იქნება. ამ ტიპის რეაქცია ითვლება შექცევადად.

განვიხილოთ კონკრეტული შექცევადი რეაქცია

აიღეთ ორი ისეთი ქიმიური ელემენტი, როგორიცაა იოდი და წყალბადი, რომლებიც შერევისას წარმოქმნიან ახალ ნივთიერებას - წყალბადის იოდს.

v 1-სთვის ვიღებთ პირდაპირი რეაქციის სიჩქარეს, v 2-სთვის - საპირისპირო რეაქციის სიჩქარეს, k - წონასწორობის მუდმივას. მასობრივი მოქმედების კანონის გამოყენებით ვიღებთ შემდეგ გამონათქვამს:

v 1 \u003d k 1 * c (H 2) * c (I 2),

v 2 = k 2 * c 2 (HI).

იოდის (I 2) და წყალბადის (H 2) მოლეკულების შერევისას იწყება მათი ურთიერთქმედება. საწყის ეტაპზე ამ ელემენტების კონცენტრაცია მაქსიმალურია, მაგრამ რეაქციის ბოლოს ახალი ნაერთის, წყალბადის იოდიდის (HI) კონცენტრაცია მაქსიმალური იქნება. შესაბამისად, რეაქციის სიჩქარეც განსხვავებული იქნება. თავიდანვე მაქსიმუმი იქნება. დროთა განმავლობაში, დგება მომენტი, როდესაც ეს მნიშვნელობები თანაბარია და ეს არის მდგომარეობა, რომელსაც ეწოდება ქიმიური წონასწორობა.

ქიმიური წონასწორობის მუდმივის გამოხატულება, როგორც წესი, აღინიშნება კვადრატული ფრჩხილებით: , , . ვინაიდან წონასწორობისას სიჩქარეები ტოლია, მაშინ:

k 1 \u003d k 2 2,

ასე რომ, ჩვენ ვიღებთ ქიმიური წონასწორობის მუდმივის განტოლებას:

k 1 /k 2 = 2 / = კ.

Le Chatelier-Brown პრინციპი

არსებობს შემდეგი კანონზომიერება: თუ წონასწორობაში მყოფ სისტემაზე გარკვეული ეფექტი განხორციელდება (მაგალითად, შეცვალეთ ქიმიური წონასწორობის პირობები ტემპერატურის ან წნევის შეცვლით), მაშინ ბალანსი შეიცვლება, რათა ნაწილობრივ დაუპირისპირდეს ეფექტის მოქმედებას. შეცვლა. ქიმიის გარდა, ეს პრინციპი ოდნავ განსხვავებული ფორმითაც ვრცელდება ფარმაკოლოგიისა და ეკონომიკის სფეროებზე.

ქიმიური წონასწორობის მუდმივი და მისი გამოხატვის გზები

წონასწორობის გამოხატულება შეიძლება გამოიხატოს პროდუქტებისა და რეაქტანტების კონცენტრაციით. წონასწორობის ფორმულაში შედის მხოლოდ ქიმიკატები წყლის და აირისებრ ფაზაში, რადგან სითხეებისა და მყარი ნივთიერებების კონცენტრაცია არ იცვლება. რა ფაქტორები მოქმედებს ქიმიურ წონასწორობაზე? თუ მასში ჩართულია სუფთა სითხე ან მყარი, ითვლება, რომ მას აქვს K \u003d 1 და, შესაბამისად, წყვეტს მხედველობაში მიღებას, გარდა მაღალი კონცენტრირებული ხსნარებისა. მაგალითად, სუფთა წყალს აქვს აქტივობა 1.

კიდევ ერთი მაგალითია მყარი ნახშირბადი, რომელიც შეიძლება წარმოიქმნას ნახშირორჟანგის ორი მოლეკულის რეაქციით ნახშირორჟანგისა და ნახშირბადის წარმოქმნით. ფაქტორები, რომლებსაც შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ ბალანსზე, მოიცავს რეაქტიული ნივთიერების ან პროდუქტის დამატებას (კონცენტრაციის ცვლილებები გავლენას ახდენს ბალანსზე). რეაგენტის დამატებამ შეიძლება წონასწორობა მოიტანოს ქიმიურ განტოლებაში მარჯვნივ, სადაც პროდუქტის მეტი ფორმა გამოჩნდება. პროდუქტის დამატებამ შეიძლება წონასწორობა მოიტანოს მარცხნივ, რადგან უფრო მეტი რეაქტიული ფორმები გახდება ხელმისაწვდომი.

წონასწორობა ხდება მაშინ, როდესაც რეაქციას, რომელიც მიმდინარეობს ორივე მიმართულებით, აქვს პროდუქტებისა და რეაქტანტების მუდმივი თანაფარდობა. ზოგადად, ქიმიური წონასწორობა სტატიკურია, რადგან პროდუქტებისა და რეაქტანტების რაოდენობრივი თანაფარდობა მუდმივია. თუმცა, უფრო დეტალური დათვალიერება ცხადყოფს, რომ წონასწორობა რეალურად ძალიან დინამიური პროცესია, რადგან რეაქცია ორივე მიმართულებით ერთი და იგივე სიჩქარით მოძრაობს.

დინამიური წონასწორობა არის სტაბილური მდგომარეობის ფუნქციის მაგალითი. სტაბილურ მდგომარეობაში მყოფი სისტემისთვის, ამჟამად დაკვირვებული ქცევა გრძელდება მომავალშიც. ამიტომ, როგორც კი რეაქცია წონასწორობას მიაღწევს, პროდუქტის თანაფარდობა რეაგენტის კონცენტრაციასთან დარჩება იგივე, მიუხედავად იმისა, რომ რეაქცია გრძელდება.

რამდენად ადვილია რთულ საკითხებზე საუბარი?

ცნებები, როგორიცაა ქიმიური წონასწორობა და ქიმიური წონასწორობის მუდმივი, საკმაოდ რთული გასაგებია. ავიღოთ მაგალითი ცხოვრებიდან. ოდესმე გაგიჩერებიათ ორ ქალაქს შორის ხიდზე და შეგიმჩნევიათ, რომ მოძრაობა სხვა მიმართულებით არის გლუვი და გაზომილი, როცა უიმედოდ ხართ ტრაფიკში? Ეს კარგი არ არის.

რა მოხდება, თუ მანქანები იყო გაზომილი და იმავე სიჩქარით მოძრაობდნენ ორივე მხრიდან? დარჩება თუ არა მანქანების რაოდენობა ორივე ქალაქში უცვლელი? როდესაც ორივე ქალაქში შესვლისა და გასვლის სიჩქარე ერთნაირია და თითოეულ ქალაქში მანქანების რაოდენობა დროთა განმავლობაში სტაბილურია, ეს ნიშნავს, რომ მთელი პროცესი დინამიურ წონასწორობაშია.

მუდმივი (ლათ. constans, genus n. konstantis - მუდმივი, უცვლელი), - ისეთი ობიექტი გარკვეულ თეორიაში, რომლის მნიშვნელობა ამ თეორიის (ან, ზოგჯერ, უფრო ვიწრო განხილვის) ფარგლებში ყოველთვის ერთნაირად ითვლება. K. ეწინააღმდეგებიან ისეთ ობიექტებს, რომელთა მნიშვნელობები იცვლება (თვითონ ან სხვა ობიექტების მნიშვნელობების ცვლილებაზეა დამოკიდებული). მრავალთა გამოთქმაში კ-ის არსებობა. ბუნების კანონები და საზოგადოება ასახავს ეხება. რეალობის გარკვეული ასპექტების უცვლელობა, რომელიც გამოიხატება შაბლონების არსებობით. კ-ის მნიშვნელოვანი ჯიშია ფიზიკურ რაოდენობასთან დაკავშირებული კ. სიდიდეები, როგორიცაა სიგრძე, დრო, ძალა, მასა (მაგალითად, ელექტრონის დანარჩენი მასა), ან უფრო რთული სიდიდეები, რომლებიც გამოიხატება რიცხობრივად ამ K.-ს შორის თანაფარდობების ან მათი სიმძლავრის მიხედვით, როგორიცაა მოცულობა, სიჩქარე, სამუშაო, და ა.შ. .პ. (მაგ., მიზიდულობის აჩქარება დედამიწის ზედაპირზე). კ-დან ამ სახის, ტო-ჭვავის მიჩნეულია თანამედროვეში. ფიზიკას (მისი შესაბამისი თეორიების ფარგლებში) სამყაროს მთელი დაკვირვებადი ნაწილის შესაბამისი, ე.წ. მსოფლიო (ან უნივერსალური) კ. ასეთი კვანტის მაგალითებია სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში, პლანკის კვანტური მუდმივი (ანუ ე.წ. მოქმედების კვანტის მნიშვნელობა), გრავიტაციული მუდმივა და სხვა. მე -20 საუკუნე ამავდროულად, ზოგიერთი უცხოელი მეცნიერი (ინგლისელი ფიზიკოსი და ასტრონომი ა. ედინგტონი, გერმანელი ფიზიკოსი ჰაიზენბერგი, ავსტრიელი ფიზიკოსი ა. მარჩი და სხვ.) ცდილობდა მათთვის იდეალისტური მიეცა. ინტერპრეტაცია. ასე რომ, ედინგტონმა სამყაროს სისტემაში დაინახა თვითკმარობის ერთ-ერთი გამოვლინება. იდეალური მათემატიკის არსებობა ბუნებისა და მისი კანონების ჰარმონიის გამომხატველი ფორმები. ფაქტობრივად, უნივერსალური კ. ასახავს არა წარმოსახვით თვითკმარობას. მითითებული ფორმების (საგანთა და შემეცნების გარეთ) ყოფნა და (ჩვეულებრივ მათემატიკურად გამოხატული) ობიექტური რეალობის ფუნდამენტური კანონზომიერებები, კერძოდ მატერიის სტრუქტურასთან დაკავშირებული კანონზომიერებები. ღრმა დიალექტიკა. მსოფლიო კვანტური მექანიკის მნიშვნელობა ვლინდება იმაში, რომ ზოგიერთი მათგანი (პლანკის კვანტური მუდმივი, სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში) არის ერთგვარი მასშტაბი, რომელიც ზღუდავს პროცესების სხვადასხვა კლასს, რომლებიც ფუნდამენტურად განსხვავებული გზით მიმდინარეობს; ამავდროულად ასეთი კ მიუთითებს გარკვეულის არსებობაზე. კავშირები ამ კლასების ფენომენებს შორის. ასე რომ, კავშირი კლასიკურ კანონებს შორის. და რელატივისტური მექანიკა (იხ. ფარდობითობის თეორია) შეიძლება დადგინდეს რელატივისტური მექანიკის მოძრაობის განტოლებების ასეთი შემზღუდველი გადასვლის განხილვით მოძრაობის განტოლებებზე კლასიკური. მექანიკა, რომელიც ასოცირდება იდეალიზაციასთან, რომელიც მოიცავს სინათლის სიჩქარის იდეის უარყოფას ვაკუუმში, როგორც სასრული K. და სინათლის სიჩქარის უსასრულოდ დიდი გაგებისას; სხვა იდეალიზაციით, რომელიც მოიცავს მოქმედების კვანტის უსასრულოდ მცირე სიდიდედ განხილვას, კვანტური თეორიის მოძრაობის განტოლებები გადადის კლასიკის მოძრაობის განტოლებებში. მექანიკა და ა.შ. გარდა ამ უმნიშვნელოვანესი კ. ბუნების კანონები ფართოდ გამოიყენება იმავე ადგილას და ისეთი, წმინდა მათემატიკურად განსაზღვრული, კ., როგორც რიცხვი 0; ერთი; ? (დიამეტრის წრეწირის თანაფარდობა); e (ბუნებრივი ლოგარითმების ფუძე); ეილერის მუდმივი და სხვ.. არანაკლებ ხშირად გამოიყენება აგრეთვე კ., რომლებიც ცნობილი მათემატიკური შედეგებია. ოპერაციები მითითებულ K-ზე. მაგრამ რაც უფრო რთულია ხშირად გამოყენებული K-ის გამოხატვა უფრო მარტივად განსაზღვრული K. (ან უმარტივესი K., როგორიცაა 0 და 1) და ცნობილი ოპერაციებით, მით უფრო დამოუკიდებელია მისი მონაწილეობა ფორმულირებაში. ის კანონები და ურთიერთობები, ტო-რიხში ხდება, მით უფრო ხშირად შემოდის მისთვის სპეციალური. აღნიშვნა, გამოთვლა ან გაზომვა რაც შეიძლება ზუსტად. ზოგიერთი სიდიდე წარმოიქმნება სპორადულად და არის K. მხოლოდ გარკვეული პრობლემის განხილვის ფარგლებში და ისინი შეიძლება დამოკიდებული იყოს პრობლემის პირობების არჩევანზე (პარამეტრების მნიშვნელობებზე) და ხდება K. მხოლოდ მაშინ, როდესაც ეს პირობები ფიქსირდება. ასეთი K. ხშირად აღინიშნება ასოებით C ან K (ამ აღნიშვნების ერთხელ და სამუდამოდ ერთსა და იმავე K-თან დაკავშირების გარეშე) ან ისინი უბრალოდ წერენ, რომ ესა და ეს მნიშვნელობა \u003d არის. ა.კუზნეცოვი, ი.ლიახოვი. მოსკოვი. იმ შემთხვევებში, როდესაც ფუნქციები ასრულებენ მათემატიკაში ან ლოგიკაში განსახილველი ობიექტების როლს, K.-ს უწოდებენ მათ, რომელთა მნიშვნელობა არ არის დამოკიდებული ამ ფუნქციების არგუმენტების მნიშვნელობებზე. მაგალითად, K არის განსხვავება x–x x–ის ფუნქციად, რადგან x ცვლადის ყველა (რიცხობრივი) მნიშვნელობისთვის x–x ფუნქციის მნიშვნელობა არის იგივე რიცხვი 0. მისი A არგუმენტის ყველა შესაძლო მნიშვნელობისთვის, მას აქვს (ლოგიკის ჩვეულებრივი, კლასიკური ალგებრის ფარგლებში) იგივე მნიშვნელობა 1 (რომელიც ხასიათდება მასთან პირობითად იდენტიფიცირებული ლოგიკური მნიშვნელობით "ჭეშმარიტი". ლოგიკის ალგებრადან უფრო რთული კ-ის მაგალითია ფუნქცია (AB? BA). ზოგიერთ შემთხვევაში, ფუნქცია, რომლის მნიშვნელობაც მუდმივია, იდენტიფიცირებულია თავად ამ მნიშვნელობასთან. ამ შემთხვევაში, ფუნქციის მნიშვნელობა უკვე ჩნდება როგორც K. (უფრო ზუსტად, როგორც ფუნქცია, რომელიც არის K.). ამ ფუნქციის არგუმენტები შეიძლება იყოს ნებისმიერი შერჩეული ლიტერალური ცვლადი (მაგ., A, B, x, y და ა.შ.), რადგან ყოველ შემთხვევაში, ეს მათზე არ არის დამოკიდებული. სხვა შემთხვევაში ფუნქციის ასეთი იდენტიფიკაცია, რომელიც არის გასაღები, არ კეთდება მისი მნიშვნელობით, ე.ი. განასხვავებენ ასეთ ორ კ-ს, რომელთაგან ერთს არგუმენტებს შორის აქვს ცვლადი, მეორეს არა. ეს შესაძლებელს ხდის, მაგალითად, განვსაზღვროთ ფუნქცია, როგორც მისი ცხრილი და ასევე ამარტივებს სქემას. ფუნქციებზე გარკვეული ოპერაციების განსაზღვრა. ასეთ მუდმივებთან ერთად, რომელთა მნიშვნელობები არის რიცხვები (შესაძლოა დასახელებული) ან რიცხვებით ხასიათდება, არის სხვა მუდმივებიც, მაგალითად, სიმრავლეების თეორიაში მნიშვნელოვანი მუდმივია ბუნებრივი რიგი N; ყველა მთელი რიცხვის სიმრავლე არის არაუარყოფითი. ნომრები. ფუნქციის მნიშვნელობა, რომელიც არის K., ასევე შეიძლება იყოს ნებისმიერი ბუნების ობიექტი. მაგალითად, ისეთი ცვლადის A ფუნქციების გათვალისწინებით, რომლის მნიშვნელობებიც არის ბუნებრივი სერიების ქვესიმრავლეები, შეიძლება განისაზღვროს ამ ფუნქციებიდან ერთ-ერთი, რომლის მნიშვნელობა A ცვლადის ყველა მნიშვნელობისთვის არის ყველა მარტივი რიცხვის სიმრავლე. გარდა ფიზიკურისა რაოდენობები და ფუნქციები ასეთი ობიექტების როლში, რომელთაგან ზოგიერთი აღმოჩნდება K., ხშირად (განსაკუთრებით ლოგიკასა და სემანტიკაში) განიხილავს ნიშნებს და მათ კომბინაციებს: სიტყვებს, წინადადებებს, ტერმინებს, ფორმულებს და ა.შ. მათ, რომელთა მნიშვნელობები კონკრეტულად არ არის ნახსენები, მათი სემანტიკური მნიშვნელობები (ასეთის არსებობის შემთხვევაში). ამავე დროს ვლინდება ახალი K. ასე რომ, არითმეტიკაში. გამოხატულება (ტერმინი) 2 + 3–2 K. არის არა მხოლოდ რიცხვები 2 და 3 და მათზე განხორციელებული მოქმედებების შედეგები, არამედ ნიშნები + და -, რომელთა მნიშვნელობებია შეკრების და გამოკლების ოპერაციები. ეს ნიშნები, როგორც კ. თეორიის ფარგლებში ჩვეულებრივი სასკოლო არითმეტიკისა და ალგებრის გათვალისწინება წყვეტს K. როცა შევდივართ თანამედროვეობის უფრო ფართო არეალში. ალგებრა ან ლოგიკა, სადაც + ნიშანს ზოგიერთ შემთხვევაში აქვს რიცხვების ჩვეულებრივი შეკრების მოქმედების მნიშვნელობა, სხვა შემთხვევებში (მაგალითად, ლოგიკის ალგებრაში) - მიმატების მოდული 2 ან ლოგიკური მიმატება, სხვა შემთხვევაში - სხვა ოპერაცია. . თუმცა, უფრო ვიწრო მოსაზრებებით (მაგალითად, კონკრეტული ალგებრული ან ლოგიკური სისტემის აგებისას), მოქმედების ნიშნების მნიშვნელობები ფიქსირდება და ეს ნიშნები, ცვლადების ნიშნებისგან განსხვავებით, ხდება K. ლოგიკის შერჩევა. ბუნების საგნებზე გამოყენებისას განსაკუთრებულ როლს თამაშობს კ. ენა. ლოგიკის როლში რუსულად კ. ენა მოიცავს, მაგალითად, გაერთიანებებს, როგორიცაა "და", "ან" და ა.შ., რაოდენობრივ სიტყვებს, როგორიცაა "ყველა", "ნებისმიერი", "არსებობს", "ზოგი" და ა.შ., დამაკავშირებელ ზმნებს, როგორიცაა " არის", "არსი", "არის" და ა.შ., ისევე როგორც ისეთი უფრო რთული ფრაზები, როგორიცაა "თუ ... მაშინ", "თუ და მხოლოდ თუ", "არსებობს მხოლოდ ერთი", "ის, რომელიც" , „ასეთი“, „ამის ტოლფასი“ და ა.შ. ლოგიკური ხაზგასმის საშუალებით. ბუნებაში კ. ენა არის მათი როლის მსგავსების აღიარება დასკვნის ან სხვა მსჯელობის უამრავ შემთხვევაში, რაც შესაძლებელს ხდის ამ შემთხვევების გაერთიანებას ამა თუ იმ ცალკეულ სქემაში (ლოგიკური წესი), რომელშიც ობიექტები, რომლებიც განსხვავდება გამორჩეულისგან. K-ით იცვლება შესაბამისი ცვლადები. რაც უფრო მცირეა იმ სქემების რაოდენობა, რომლებიც ახერხებენ მსჯელობის ყველა შემთხვევის დაფარვას, მით უფრო მარტივია ეს სქემები და რაც უფრო მეტი გარანტირებულია მათზე მცდარი მსჯელობის შესაძლებლობა, მით უფრო გამართლებულია ლოგიკური არჩევანი. ჩნდება ამ სქემებში. TO. ა.კუზნეცოვი. მოსკოვი. ნათ.:ედინგტონი?., სივრცე, დრო და გრავიტაცია, ტრანს. ინგლისურიდან, ო., 1923; ჯინსი, დ., სამყარო ჩვენს გარშემო, ტრანს. ინგლისურიდან, L.–M., 1932; დაბადებული მ., იდუმალი ნომერი 137, სატ.: უსპეხი ნატ. მეცნიერებები, ტ.16, No. 6, 1936; ჰაიზენბერგ ვ., ფილოს. ატომური ფიზიკის ამოცანები, მ., 1953; საკუთარი, Planck's Discovery და DOS. ფილოსოფია ატომების მოძღვრების კითხვები, „ფილოსოფიის პრობლემები“, 1958, No 11; მისივე, ფიზიკა და ფილოსოფია, მ., 1963; შატ. Ხელოვნება. მათემატიკით. ლოგიკა და მისი გამოყენება კიბერნეტიკის ცალკეულ საკითხებზე, in: Tr. მათემატიკა. ინ-ტა, ტ.51, მ., 1958; კუზნეცოვი IV, რა არის ვერნერ ჰაიზენბერგი სწორი და რა არის არასწორი, „ფილოსოფიის პრობლემები“, 1958, No 11; Uspensky V.?., ლექციები გამოთვლით ფუნქციებზე, მოსკოვი, 1960; Kay J. და Laby T., ცხრილები nat. და ქიმ. მუდმივი, ტრანს. ინგლისურიდან, 2nd ed., M., 1962; Kurosh A. G., Lections on General Algebra, M., 1962; სვიდერსკი V.I., ელემენტებისა და სტრუქტურის დიალექტიკის შესახებ ობიექტურ სამყაროში და შემეცნებაში, მ., 1962 წ. 3; ?ddington A. St., New pathways in Science, Camb., 1935; მისივე, პროტონებისა და ელექტრონების ფარდობითობის თეორია, L., 1936; მისივე, ფიზიკის მეცნიერების ფილოსოფია, N. Y.–Camb., 1939; Louis de Broglie, physicien et penseur, P., ; მარტი?., Die physikalische Erkenntnis und ihre Grenzen, 2 Aufl., Braunschweig, 1960 წ.

კონცენტრაცია მუდმივი

რეალურ სისტემებში წონასწორობის გაანგარიშებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ უცხო ნივთიერებების არსებობა და მათი გავლენა შესწავლილი რეაქციის საწყისი ნივთიერებებისა და პროდუქტების ქცევაზე. ეს ეფექტი შეიძლება გამოიხატოს როგორც იონების ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედებით, ასევე ქიმიურ ურთიერთქმედებაში ოდნავ დისოცირებული ან ცუდად ხსნადი პროდუქტების წარმოქმნით. ორივე შემთხვევაში შეინიშნება შესასწავლი რეაქციის წონასწორობის ცვლილება. კონცენტრაციის მუდმივი გამოიხატება მთლიანი კონცენტრაციების მიხედვით და არა საწყისი მასალების და რეაქციის პროდუქტების მოქმედებით. იმ შემთხვევაში, როდესაც უცხო ნივთიერებები არ შედის კონკურენტ ქიმიურ რეაქციებში, კონცენტრაციის მუდმივი შეიძლება გამოიხატოს წონასწორული კონცენტრაციების მიხედვით. შესწავლის მოხერხებულობისთვის წონასწორული კონცენტრაციების მიხედვით გამოხატულ კონცენტრაციის მუდმივას ხშირად უწოდებენ რეალურ მუდმივას, ხოლო კონცენტრაციის მუდმივას, რომელიც გამოხატულია მთლიანი კონცენტრაციების მიხედვით, ეწოდება პირობით მუდმივას.

წონასწორობის მდგომარეობას ახასიათებს რეალური (კონცენტრაცია) მუდმივი

თუ იდეალურობისგან განსხვავებები განპირობებულია მხოლოდ ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედებით A, B, C და D უცხო იონებთან.

ნებისმიერი იონის აქტივობა და წონასწორული კონცენტრაცია ფუნქციურად დაკავშირებულია ერთმანეთთან მარტივი ურთიერთობით. მაგალითად, იონისთვის A

a A = γ A [A]

პროპორციულობის ფაქტორი γ აქტივობის კოეფიციენტი ახასიათებს სისტემის გადახრის ხარისხს იდეალიდან გამოკვლეულ რეაქციაში ჩართული იონების ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების გამო უცხო (ან საკუთარ, თუ მათი კონცენტრაცია მაღალია) იონებთან. იდეალურ სისტემაში a A = [A]ხოლო აქტივობის კოეფიციენტი ერთის ტოლია. ეს ნიშნავს, რომ არ არსებობს ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედება.

აქტივობის კოეფიციენტის მნიშვნელობა დამოკიდებულია ხსნარში ყველა იონის მიერ შექმნილ მუხტზე და იონურ სიძლიერეზე:

Აქ ᲛᲔ-იონური სიძლიერე; [მე]არის იონის წონასწორული კონცენტრაცია; z i- მისი ბრალდება.

ცალკეული იონების აქტივობის კოეფიციენტები თეორიულად შეიძლება შეფასდეს Debye-Hückel-ის ფორმულების გამოყენებით.

Თუ მე< 0.01 (1-3)

Თუ მე< 0.1 (1-4)

Აქ მაგრამდა AT -მუდმივები დამოკიდებულია გამხსნელის ტემპერატურასა და დიელექტრიკულ მუდმივზე (წყალისთვის 20°С A = 0.5 და ბ = 0.3); ა -იონების მაქსიმალური მიახლოების მანძილი; ეს მნიშვნელობები ჩვეულებრივ მოცემულია საცნობარო ცხრილებში. ვინაიდან a-ს მნიშვნელობების რყევები არ ახდენს გავლენას საბოლოო შედეგზე, რეკომენდებულია მუდმივი მნიშვნელობის აღება a = 3 A. ამიტომ,

ცალკეული იონის აქტივობის კოეფიციენტი ექსპერიმენტულად ვერ გაიზომება, ვინაიდან შეუძლებელია მხოლოდ დადებითი ან მხოლოდ უარყოფითი იონების შემცველი ხსნარის მიღება.

A m B n ელექტროლიტისთვის ექსპერიმენტულად შეიძლება განისაზღვროს მხოლოდ საშუალო აქტივობის კოეფიციენტი, რომელიც დაკავშირებულია γ A და γ B ცალკეული იონების აქტივობის კოეფიციენტებთან მიმართებით:

ბინარული ელექტროლიტისთვის AB

ელექტროლიტის ტიპისთვის A m B n

საშუალო აქტივობის კოეფიციენტი ასევე შეიძლება გამოითვალოს თეორიულად Debye-Hückel ფორმულების გამოყენებით

Თუ მე< 0.01

Თუ მე< 0.1

Აქ ა, ა და ბაქვს იგივე მნიშვნელობა, რაც ფორმულებში (1-3) და (1-4), შესაბამისად

დაბალი იონური სიძლიერის დროს (I< 0.1) величины средних коэффициентов активности, рассчитанные по формулам Дебая - Хюккеля и найденные экспериментально, удовлетворительно совпадают. Это говорит о правомочности использования в этих условиях формул (1-3) - (1-4) для расчета величин γ ± и активности электролитов. Эти же формулы используются и для расчета коэффициентов активности индивидуальных ионов, хотя правильность таких расчетов нельзя проверить экспериментально.

აქტივობის კოეფიციენტების უფრო ზუსტი გაანგარიშებისთვის, შემოთავაზებულია დამატებითი ტერმინების შემოღება Debye-Hückel-ის ფორმულებში. მაგალითად, დევისის განტოლება შესაძლებელს ხდის ელექტროლიტების და ცალკეული იონების აქტივობის კოეფიციენტების გამოთვლას იონური სიძლიერეებისთვის 0,2 - 0,5 ცდომილება არაუმეტეს 10%. დევისის განტოლებას ინდივიდუალური იონის აქტივობის კოეფიციენტისთვის აქვს ფორმა:

და A m B n ელექტროლიტის საშუალო აქტივობის კოეფიციენტისთვის:

ცალკეული იონების აქტივობის კოეფიციენტების მნიშვნელობები სხვადასხვა იონურ სიძლიერეზე და საშუალო აქტივობის კოეფიციენტები სხვადასხვა კონცენტრაციის ელექტროლიტური ხსნარებისთვის, გამოითვლება Debye-Hückel ფორმულების გამოყენებით, მოცემულია საცნობარო წიგნებში.

აქტივობის კოეფიციენტების ცოდნა, შეიძლება შეფასდეს იონის ან ელექტროლიტის აქტივობა ხსნარში. გამოთვლების გასაადვილებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას შემდეგი დაშვებები:

1. ერთი და იგივე მუხტის იონების აქტივობის კოეფიციენტები, იონების რადიუსის მიუხედავად, დაახლოებით ტოლია. ამიტომ, საცნობარო წიგნები ზოგჯერ იძლევა აქტივობის კოეფიციენტების საშუალო მნიშვნელობებს ერთი, ორი, სამი და ოთხი დამუხტული იონებისთვის.

2. განზავებულ ელექტროლიტების ხსნარებში ნეიტრალური ნაწილაკების აქტივობის კოეფიციენტები მიჩნეულია ერთის ტოლი.

3. ძალიან განზავებული ელექტროლიტური ხსნარები, როგორიცაა ნაკლებად ხსნადი ელექტროლიტის გაჯერებული ხსნარი, შეიძლება ჩაითვალოს იდეალურად.

ხშირად, რთული წონასწორობის გამოთვლისას, აქტივობის კოეფიციენტები აღებულია ერთიანობის ტოლფასი. ეს ვარაუდი გამართლებულია მრავალი მიზეზის გამო. პირველ რიგში, აქტივობის კოეფიციენტების მნიშვნელობები, რომლებიც ნაპოვნია Debye-Hückel ფორმულების გამოყენებით, ამ შემთხვევებში შეიძლება აღმოჩნდეს ძალიან შორს ჭეშმარიტებისგან. მეორეც, ქიმიური ფაქტორების გავლენა წონასწორობაზე გაცილებით მეტია, ვიდრე ელექტროსტატიკური ძალების, ამიტომ ამ უკანასკნელის უგულებელყოფა რთული წონასწორობის გაანგარიშებისას არ იწვევს შესამჩნევ შეცდომას შედეგებში.