หมายเลขงาน 1. การทำปฏิกิริยากับออกซิเจนอิสระนำไปสู่การก่อตัวของไนโตรเจนไดออกไซด์ที่เป็นพิษสูง / / แม้ว่าปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นอย่างช้าๆภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาและที่ความเข้มข้นต่ำไม่ได้มีบทบาทสำคัญในความเสียหายที่เป็นพิษต่อเซลล์อย่างไรก็ตามผลกระทบที่ทำให้เกิดโรคจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตาม การผลิตมากเกินไป พิจารณาว่าอัตราอันตรกิริยาของไนโตรเจน (II) ออกไซด์กับออกซิเจนเพิ่มขึ้นเป็นจำนวนเท่าใดเมื่อความดันในส่วนผสมของก๊าซตั้งต้นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า หากอัตราการเกิดปฏิกิริยา 
อธิบายโดยสมการ 
?
สารละลาย.
1. การเพิ่มความดันเป็นสองเท่าเท่ากับการเพิ่มความเข้มข้นเป็นสองเท่า ( กับ) และ . ดังนั้น อัตราการโต้ตอบที่สัมพันธ์กับและจะใช้สำนวนตามกฎแห่งการกระทำโดยรวม: 
และ
คำตอบ. ความเร็วปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 8 เท่า
หมายเลขงาน 2. เชื่อกันว่าความเข้มข้นของคลอรีน (ก๊าซสีเขียว มีกลิ่นฉุน) ในอากาศที่สูงกว่า 25 ppm นั้นเป็นอันตรายต่อชีวิตและสุขภาพ แต่มีหลักฐานว่าหากผู้ป่วยหายจากพิษเฉียบพลันจากก๊าซนี้แล้ว จึงไม่มีผลกระทบตกค้าง พิจารณาว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเฟสก๊าซจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากคุณเพิ่มขึ้น 3 เท่า: ความเข้มข้น, ความเข้มข้น, 3) ความดัน / /?
สารละลาย.
1. หากเราแสดงความเข้มข้นและตามลำดับโดย และ การแสดงออกของอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะอยู่ในรูปแบบ: .
2. หลังจากเพิ่มความเข้มข้น 3 เท่า จะเท่ากัน สำหรับ และ สำหรับ ดังนั้น การแสดงออกของอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะอยู่ในรูปแบบ: 1) 
2)
3. ความดันที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่เป็นก๊าซมีปริมาณเท่ากัน
4. การเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่สัมพันธ์กับอัตราเริ่มต้นจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนตามลำดับ: 1) 
, 2) 
, 3) 
.
คำตอบ. อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น: 1) , 2) , 3) เท่า
ภารกิจที่ 3- อัตราอันตรกิริยาของสารตั้งต้นเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนจากเป็นถ้าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยาเท่ากับ 2.5
สารละลาย.
1. ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแสดงให้เห็นว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแต่ละครั้ง (กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์):
2. หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงคือ: จากนั้นคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า เราได้รับ: 
- จากที่นี่, .
3. ใช้ตารางแอนติลอการิทึมที่เราพบ: .
คำตอบ. เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง (เช่น เพิ่มขึ้น) ความเร็วจะเพิ่มขึ้น 67.7 เท่า
ปัญหาหมายเลข 4- คำนวณค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของอัตราการเกิดปฏิกิริยา โดยรู้ว่าอัตราจะเพิ่มขึ้น 128 เท่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
สารละลาย.
1. การขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับอุณหภูมิแสดงโดยกฎ van't Hoff เชิงประจักษ์:
. เมื่อแก้สมการสำหรับ เราพบว่า: , . ดังนั้น =2
คำตอบ. =2.
ปัญหาหมายเลข 5- สำหรับปฏิกิริยาใดปฏิกิริยาหนึ่ง มีการหาค่าคงที่อัตราสองค่า: ที่ 0.00670 และที่ 0.06857 จงหาค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาเดียวกันที่
สารละลาย.
1. ขึ้นอยู่กับค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาสองค่าโดยใช้สมการ Arrhenius เราจะหาพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา: 
- สำหรับกรณีนี้: จากที่นี่: 
เจ/โมล
2. คำนวณค่าคงที่ของอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ โดยใช้ค่าคงที่ของอัตราที่ และสมการอาร์เรเนียสในการคำนวณ: 
- ในกรณีนี้ และคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า: 
, เราได้รับ: . เพราะฉะนั้น,
คำตอบ.
การคำนวณค่าคงที่สมดุลเคมีและการหาทิศทางของการเปลี่ยนแปลงสมดุลโดยใช้หลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์ .
ภารกิจที่ 6คาร์บอนไดออกไซด์ // ซึ่งแตกต่างจากคาร์บอนมอนอกไซด์ / / ไม่ละเมิดการทำงานทางสรีรวิทยาและความสมบูรณ์ทางกายวิภาคของสิ่งมีชีวิตและผลกระทบที่ทำให้หายใจไม่ออกนั้นเกิดจากการมีความเข้มข้นสูงเท่านั้นและเปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนในอากาศที่หายใจเข้าลดลง มันเท่ากับอะไร ค่าคงที่สมดุลปฏิกิริยา / /: 
ที่อุณหภูมิแสดงผ่าน: ก) แรงกดดันบางส่วนของสารที่ทำปฏิกิริยา; b) ความเข้มข้นของฟันกรามโดยรู้ว่าองค์ประกอบของส่วนผสมสมดุลแสดงเป็นเศษส่วนปริมาตร: และ และ และความดันรวมในระบบคือ Pa?
สารละลาย.
1. ความดันบางส่วนของก๊าซเท่ากับความดันรวมคูณด้วยปริมาตรเศษส่วนของก๊าซในส่วนผสม ดังนั้น:
2. แทนที่ค่าเหล่านี้เป็นการแสดงออกของค่าคงที่สมดุลเราได้รับ:
3. ความสัมพันธ์ระหว่าง และ สร้างขึ้นบนพื้นฐานของสมการ Mendeleev-Clapeyron สำหรับก๊าซในอุดมคติ และแสดงด้วยความเท่าเทียมกัน: 
โดยที่คือความแตกต่างระหว่างจำนวนโมลของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาก๊าซและสารตั้งต้นที่เป็นก๊าซ สำหรับปฏิกิริยานี้: . แล้ว: 
.
คำตอบ. ป้า. -
ภารกิจที่ 7สมดุลจะเปลี่ยนไปในทิศทางใดในปฏิกิริยาต่อไปนี้:
3. 
;
a) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น b) ด้วยความดันลดลง c) เมื่อความเข้มข้นของไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น?
สารละลาย.
1. สมดุลเคมีในระบบถูกกำหนดขึ้นที่พารามิเตอร์ภายนอกคงที่ (ฯลฯ ) หากพารามิเตอร์เหล่านี้เปลี่ยนแปลง ระบบจะออกจากสภาวะสมดุลและปฏิกิริยาโดยตรง (ไปทางขวา) หรือปฏิกิริยาย้อนกลับ (ทางซ้าย) จะเริ่มมีอำนาจเหนือกว่า อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ ที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงของสมดุลสะท้อนให้เห็นในหลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์
2. ให้เราพิจารณาอิทธิพลต่อปฏิกิริยาข้างต้นของปัจจัยทั้ง 3 ที่มีอิทธิพลต่อสมดุลเคมี
ก) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สมดุลจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาดูดความร้อน กล่าวคือ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการดูดซับความร้อน ปฏิกิริยาที่ 1 และ 3 เป็นแบบคายความร้อน / / ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สมดุลจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาย้อนกลับ และในปฏิกิริยาที่ 2 / / - ไปสู่ปฏิกิริยาไปข้างหน้า
b) เมื่อความดันลดลง สมดุลจะเปลี่ยนไปสู่การเพิ่มจำนวนโมลของก๊าซ เช่น ไปสู่ความกดดันที่มากขึ้น ในปฏิกิริยาที่ 1 และ 3 ด้านซ้ายและด้านขวาของสมการจะมีจำนวนโมลของก๊าซเท่ากัน (2-2 และ 1-1 ตามลำดับ) ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงความดัน จะไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความสมดุลในระบบ ในปฏิกิริยาที่ 2 มีก๊าซ 4 โมลทางด้านซ้ายและ 2 โมลทางด้านขวา ดังนั้นเมื่อความดันลดลง สมดุลจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาย้อนกลับ
วี) เมื่อความเข้มข้นของส่วนประกอบของปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น สมดุลจะเปลี่ยนไปสู่การบริโภคในปฏิกิริยาแรก มีไฮโดรเจนอยู่ในผลิตภัณฑ์ และการเพิ่มความเข้มข้นจะช่วยเพิ่มปฏิกิริยาย้อนกลับในระหว่างที่ไฮโดรเจนถูกใช้ไป ในปฏิกิริยาที่ 2 และ 3 ไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในสารตั้งต้น ดังนั้นความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นจะเปลี่ยนสมดุลไปสู่ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจากการใช้ไฮโดรเจน
คำตอบ.
ก) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สมดุลของปฏิกิริยา 1 และ 3 จะเลื่อนไปทางซ้ายและในปฏิกิริยา 2 จะเลื่อนไปทางขวา
b) ปฏิกิริยาที่ 1 และ 3 จะไม่ได้รับผลกระทบจากความดันที่ลดลง แต่ในปฏิกิริยาที่ 2 ความสมดุลจะเลื่อนไปทางซ้าย
c) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในปฏิกิริยา 2 และ 3 จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสมดุลไปทางขวาและในปฏิกิริยา 1 - ไปทางซ้าย
1.2. งานตามสถานการณ์หมายเลข 7 ถึง 21เพื่อรวมวัสดุ (ทำในสมุดบันทึกโปรโตคอล)
ภารกิจที่ 8อัตราการเกิดออกซิเดชันของกลูโคสในร่างกายจะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่ออุณหภูมิลดลงจาก เป็น ถ้าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็น 4
ปัญหาหมายเลข 9ใช้กฎ Van't Hoff โดยประมาณ โดยคำนวณว่าต้องเพิ่มอุณหภูมิเท่าใดเพื่อให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น 80 เท่า ใช้สัมประสิทธิ์ความเร็วอุณหภูมิเท่ากับ 3
ภารกิจที่ 10ในการหยุดปฏิกิริยาในทางปฏิบัติ จะใช้การทำให้ส่วนผสมของปฏิกิริยาเย็นลงอย่างรวดเร็ว (“การแช่แข็งปฏิกิริยา”) กำหนดจำนวนครั้งที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปเมื่อส่วนผสมของปฏิกิริยาเย็นลงจาก 40 เป็น ถ้าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยาคือ 2.7
ภารกิจที่ 11ไอโซโทปที่ใช้รักษาเนื้องอกบางชนิดมีครึ่งชีวิต 8.1 วัน ปริมาณกัมมันตภาพรังสีไอโอดีนในร่างกายของผู้ป่วยจะลดลง 5 เท่าหลังจากเวลาใด?
ภารกิจที่ 12การไฮโดรไลซิสของฮอร์โมนสังเคราะห์บางชนิด (ทางเภสัชกรรม) เป็นปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่งโดยมีค่าคงที่อัตรา 0.25 () ความเข้มข้นของฮอร์โมนนี้จะเปลี่ยนไปอย่างไรหลังจากผ่านไป 2 เดือน?
ภารกิจที่ 13ครึ่งชีวิตของกัมมันตภาพรังสีคือ 5600 ปี ในสิ่งมีชีวิตจะมีการรักษาปริมาณคงที่เนื่องจากการเผาผลาญ ในซากแมมมอธมีเนื้อหาเหมือนกับต้นฉบับ พิจารณาว่าแมมมอ ธ อาศัยอยู่เมื่อใด?
ปัญหาหมายเลข 14ครึ่งชีวิตของยาฆ่าแมลง (ยาฆ่าแมลงที่ใช้ควบคุมแมลง) คือ 6 เดือน สารในปริมาณหนึ่งจะเข้าสู่แหล่งกักเก็บ ซึ่งความเข้มข้นของโมล/ลิตรถูกกำหนดไว้แล้ว ความเข้มข้นของยาฆ่าแมลงจะลดลงถึงระดับโมล/ลิตร ใช้เวลานานเท่าใด?
ภารกิจที่ 15ไขมันและคาร์โบไฮเดรตออกซิไดซ์ในอัตราที่เห็นได้ชัดเจนที่อุณหภูมิ 450 - 500 °และในสิ่งมีชีวิต - ที่อุณหภูมิ 36 - 40 ° อะไรคือสาเหตุของอุณหภูมิที่ลดลงอย่างรวดเร็วที่จำเป็นสำหรับการเกิดออกซิเดชัน?
ปัญหาหมายเลข 16ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัวในสารละลายที่เป็นน้ำให้เป็นออกซิเจนและน้ำ ปฏิกิริยาจะถูกเร่งโดยทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาอนินทรีย์ (ไอออน) และตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ (เอนไซม์ตัวเร่งปฏิกิริยา) พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาเมื่อไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาคือ 75.4 กิโลจูล/โมล ไอออนจะลดลงเหลือ 42 กิโลจูล/โมล และเอนไซม์คาตาเลสลดลงเหลือ 2 กิโลจูล/โมล คำนวณอัตราส่วนของอัตราการเกิดปฏิกิริยาในกรณีที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา สรุปกิจกรรมของเอนไซม์ได้อะไรบ้าง? ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 27 °C
ปัญหาหมายเลข 17ค่าคงที่อัตราการสลายตัวของเพนิซิลลินสำหรับเครื่องส่งรับวิทยุ 
เจ/โมล
1.3. คำถามควบคุม
1. อธิบายว่าคำต่างๆ หมายถึงอะไร: อัตราการเกิดปฏิกิริยา อัตราคงที่?
2. อัตราเฉลี่ยของปฏิกิริยาเคมีแสดงออกมาอย่างไร?
3. เหตุใดจึงสมเหตุสมผลที่จะพูดถึงอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งเท่านั้น
4. กำหนดคำจำกัดความของปฏิกิริยาที่ย้อนกลับได้และไม่สามารถย้อนกลับได้
5. กำหนดกฎแห่งการกระทำโดยรวม ในความเท่าเทียมกันที่แสดงกฎนี้ การขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับธรรมชาติของสารตั้งต้นจะสะท้อนให้เห็นหรือไม่
6. อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างไร? พลังงานกระตุ้นเรียกว่าอะไร? โมเลกุลที่ใช้งานอยู่คืออะไร?
7. อัตราของปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกันขึ้นอยู่กับปัจจัยใดบ้าง? ยกตัวอย่าง.
8. ปฏิกิริยาเคมีมีลำดับและโมเลกุลอย่างไร? ไม่ตรงกันในกรณีใดบ้าง?
9. สารอะไรที่เรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา? กลไกของการเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาคืออะไร?
10. แนวคิดของ “พิษจากตัวเร่งปฏิกิริยา” คืออะไร? สารอะไรที่เรียกว่าสารยับยั้ง?
11. สมดุลเคมีเรียกว่าอะไร? ทำไมจึงเรียกว่าไดนามิก? สารตั้งต้นมีความเข้มข้นเท่าใดเรียกว่าสมดุล
12. ค่าคงที่สมดุลเคมีเรียกว่าอะไร? ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารที่ทำปฏิกิริยา ความเข้มข้น อุณหภูมิ ความดัน หรือไม่? อะไรคือคุณสมบัติของสัญกรณ์ทางคณิตศาสตร์สำหรับค่าคงที่สมดุลในระบบที่ต่างกัน?
13. เภสัชจลนศาสตร์ของยาคืออะไร?
14. กระบวนการที่เกิดขึ้นกับยาในร่างกายนั้นมีลักษณะเชิงปริมาณโดยพารามิเตอร์ทางเภสัชจลนศาสตร์จำนวนหนึ่ง ให้หลักๆ ครับ.
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น คุณสามารถประมาณการเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยาตามอุณหภูมิได้โดยใช้กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์ ตามกฎแล้วการเพิ่มอุณหภูมิ 10 องศาจะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่เพิ่มขึ้น 2-4 เท่า:
กฎนี้ใช้ไม่ได้กับอุณหภูมิสูง เมื่อค่าคงที่ของอัตราแทบไม่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ
กฎของ Van't Hoff ช่วยให้คุณกำหนดอายุการเก็บรักษาของยาได้อย่างรวดเร็ว การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้อัตราการสลายตัวของยาเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยลดเวลาในการกำหนดอายุการเก็บรักษาของยา
วิธีการคือเก็บยาไว้ที่อุณหภูมิสูง T เป็นระยะเวลาหนึ่ง tT พบปริมาณของยาที่สลายตัว m และคำนวณใหม่ให้เป็นอุณหภูมิการจัดเก็บมาตรฐานที่ 298K เมื่อพิจารณาถึงกระบวนการสลายตัวของยาที่เป็นปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่ง อัตราที่อุณหภูมิที่เลือก T และ T = 298 K จะแสดงออกมา:
เมื่อพิจารณาถึงมวลของยาที่สลายตัวให้เท่ากันในสภาวะมาตรฐานและสภาวะการเก็บรักษาจริง อัตราการสลายตัวสามารถแสดงเป็น:
รับ T=298+10n โดยที่ n = 1,2,3…,
ได้นิพจน์สุดท้ายสำหรับอายุการเก็บรักษาของยาภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน 298K:
ทฤษฎีการชนแบบแอคทีฟ พลังงานกระตุ้น. สมการอาร์เรเนียส ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยากับพลังงานกระตุ้น
ทฤษฎีการชนแบบแอคทีฟคิดค้นโดย S. Arrhenius ในปี พ.ศ. 2432 ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าเพื่อให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น จำเป็นต้องมีการชนกันระหว่างโมเลกุลของสารตั้งต้น และจำนวนการชนจะถูกกำหนดโดยความเข้มของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุล เช่น ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แต่ไม่ใช่ว่าการชนกันของโมเลกุลทุกครั้งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี มีเพียงการชนกันที่เกิดขึ้นเท่านั้นที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงนั้น
การชนแบบแอคทีฟคือการชนที่เกิดขึ้น เช่น ระหว่างโมเลกุล A และ B ที่มีพลังงานจำนวนมาก ปริมาณพลังงานขั้นต่ำที่โมเลกุลของสารตั้งต้นต้องมีเพื่อให้การชนกันทำงานเรียกว่ากำแพงพลังงานของปฏิกิริยา
พลังงานกระตุ้นคือพลังงานส่วนเกินที่สามารถส่งหรือถ่ายโอนไปยังสารหนึ่งโมล
พลังงานกระตุ้นมีผลกระทบอย่างมากต่อค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา และการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ยิ่ง Ea ยิ่งมาก ค่าคงที่อัตราก็จะยิ่งน้อยลง และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิก็จะส่งผลต่อพลังงานดังกล่าวมากขึ้นเท่านั้น
ค่าคงที่ของอัตราการเกิดปฏิกิริยาสัมพันธ์กับพลังงานกระตุ้นโดยความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนซึ่งอธิบายโดยสมการอาร์เรเนียส:
k=Aе–Ea/RTโดยที่ A คือปัจจัยก่อนเลขชี้กำลัง Ea คือพลังงานกระตุ้น, R คือค่าคงที่ของก๊าซสากลเท่ากับ 8.31 J/mol; T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์;
e-base ของลอการิทึมธรรมชาติ
อย่างไรก็ตาม ค่าคงที่ของอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่สังเกตได้มักจะน้อยกว่าค่าคงที่ที่คำนวณจากสมการอาร์เรเนียสมาก ดังนั้นสมการของค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงได้รับการแก้ไขดังนี้
(ลบก่อนเศษส่วนทั้งหมด)
ตัวคูณทำให้การขึ้นต่ออุณหภูมิของค่าคงที่อัตราแตกต่างจากสมการอาร์เรเนียส เนื่องจากพลังงานกระตุ้น Arrhenius คำนวณจากความชันของการพึ่งพาลอการิทึมของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอุณหภูมิผกผัน จากนั้นจึงทำเช่นเดียวกันกับสมการ , เราได้รับ:
คุณสมบัติของปฏิกิริยาที่ต่างกัน อัตราของปฏิกิริยาที่ต่างกันและปัจจัยกำหนด พื้นที่จลนศาสตร์และการแพร่กระจายของกระบวนการต่างกัน ตัวอย่างปฏิกิริยาที่แตกต่างกันของความสนใจต่อร้านขายยา
ปฏิกิริยาที่แตกต่าง เคมี ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสารในการย่อยสลาย ระยะและร่วมกันสร้างระบบที่ต่างกัน ปฏิกิริยาที่ต่างกันโดยทั่วไป: ความร้อน การสลายตัวของเกลือด้วยการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซและของแข็ง (เช่น CaCO3 -> CaO + CO2) การลดลงของออกไซด์ของโลหะด้วยไฮโดรเจนหรือคาร์บอน (เช่น PbO + C -> Pb + CO) การละลายของโลหะในกรด (เช่น Zn + + H2SO4 -> ZnSO4 + H2) ปฏิสัมพันธ์ รีเอเจนต์ที่เป็นของแข็ง (A12O3 + NiO -> NiAl2O4) คลาสพิเศษรวมถึงปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา นอกจากนี้สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์อาจไม่อยู่ในเฟสที่แตกต่างกัน ทิศทาง ในระหว่างปฏิกิริยา N2 + + ZH2 -> 2NH3 ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะอยู่ในเฟสก๊าซและก่อตัวเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน
คุณสมบัติของปฏิกิริยาที่ต่างกันเกิดจากการมีส่วนร่วมของเฟสควบแน่นในปฏิกิริยาเหล่านั้น ทำให้การผสมและการขนส่งรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์ทำได้ยาก สามารถกระตุ้นการทำงานของโมเลกุลรีเอเจนต์ที่ส่วนต่อประสานได้ จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาที่ต่างกันจะถูกกำหนดโดยความเร็วของสารเคมีนั้นเอง การเปลี่ยนแปลงตลอดจนกระบวนการถ่ายโอน (การแพร่กระจาย) ที่จำเป็นในการเติมเต็มการใช้สารที่ทำปฏิกิริยาและกำจัดผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาออกจากโซนปฏิกิริยา ในกรณีที่ไม่มีอุปสรรคในการแพร่กระจาย อัตราของปฏิกิริยาที่ต่างกันจะเป็นสัดส่วนกับขนาดของโซนปฏิกิริยา นี่คืออัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉพาะที่คำนวณต่อหน่วยพื้นผิว (หรือปริมาตร) ของปฏิกิริยา โซนไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา สำหรับปฏิกิริยาง่ายๆ (ขั้นตอนเดียว) อาจเป็นได้ กำหนดบนพื้นฐานของกฎรักษาการมวลชน กฎหมายฉบับนี้ไม่เป็นที่พอใจหากการแพร่กระจายของสารเกิดขึ้นช้ากว่าสารเคมี เขต; ในกรณีนี้ อัตราที่สังเกตได้ของปฏิกิริยาที่ต่างกันจะอธิบายโดยสมการจลนศาสตร์ของการแพร่
อัตราของปฏิกิริยาที่ต่างกันคือปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยาหรือเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยพื้นที่ผิวของเฟส
ปัจจัยที่ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี:
ลักษณะของสารตั้งต้น
ความเข้มข้นของรีเอเจนต์
อุณหภูมิ,
การปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา
Vheterogen = Δп(S Δt) โดยที่ Vheterog คืออัตราการเกิดปฏิกิริยาในระบบที่ต่างกัน n คือจำนวนโมลของสารใดๆ ที่เกิดจากปฏิกิริยา V คือปริมาตรของระบบ ที - เวลา; S คือพื้นที่ผิวของเฟสที่เกิดปฏิกิริยา Δ - สัญลักษณ์ของการเพิ่มขึ้น (Δp = p2 - p1; Δt = t2 - t1)
ปัญหา 336
ที่อุณหภูมิ 150°C ปฏิกิริยาบางอย่างจะเสร็จสิ้นภายใน 16 นาที ใช้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 2.5 คำนวณหลังจากเวลาใดที่ปฏิกิริยานี้จะสิ้นสุดหากดำเนินการ: ก) ที่ 20 0 °ซ; ข) ที่ 80°C
สารละลาย:
ตามกฎของแวนต์ ฮอฟฟ์ การขึ้นต่อกันของความเร็วต่ออุณหภูมิแสดงได้ด้วยสมการ:
v t และ k t - ความเร็วและอัตราคงที่ของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ t°C; v (t + 10) และ k (t + 10) เป็นค่าเดียวกันที่อุณหภูมิ (t + 10 0 C) - ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของอัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งค่าของปฏิกิริยาส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 2 - 4
ก) เมื่อพิจารณาว่าอัตราของปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิที่กำหนดนั้นแปรผกผันกับระยะเวลาของการเกิดขึ้น เราจึงแทนที่ข้อมูลที่ให้ไว้ในคำชี้แจงปัญหาเป็นสูตรที่แสดงกฎของ Van't Hoff ในเชิงปริมาณ เราได้รับ:
b) เนื่องจากปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นโดยมีอุณหภูมิลดลง จากนั้นที่อุณหภูมิที่กำหนด อัตราของปฏิกิริยาจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระยะเวลาที่เกิดปฏิกิริยา เราจึงแทนที่ข้อมูลที่ให้ไว้ในคำชี้แจงปัญหาลงในสูตรที่แสดงออกในเชิงปริมาณของ van' กฎของฮอฟฟ์ เราได้รับ:
คำตอบ: a) ที่ 200 0 C t2 = 9.8 วินาที; b) ที่ 80 0 C t3 = 162 ชั่วโมง 1 นาที 16 วินาที
ปัญหา 337
ค่าของอัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่จะเปลี่ยนแปลงหรือไม่: ก) เมื่อเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาตัวหนึ่งด้วยตัวอื่น; b) เมื่อความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยาเปลี่ยนไป?
สารละลาย:
ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาคือค่าที่ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารที่ทำปฏิกิริยา อุณหภูมิ และการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยา และไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา อาจเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาในกรณีที่ความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยาเท่ากับหนึ่ง (1 โมล/ลิตร)
ก) เมื่อแทนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวหนึ่งด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น อัตราของปฏิกิริยาเคมีที่กำหนดจะเปลี่ยนแปลงหรือเพิ่มขึ้น หากใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้น และค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย การเปลี่ยนแปลงค่าของค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเช่นกันเมื่อแทนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวหนึ่งด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาตัวอื่น ซึ่งจะเพิ่มหรือลดอัตราของปฏิกิริยานี้สัมพันธ์กับตัวเร่งปฏิกิริยาดั้งเดิม
ข) เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นเปลี่ยนแปลง ค่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยน แต่ค่าคงที่ของอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะไม่เปลี่ยนแปลง
ปัญหา 338
ผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับพลังงานกระตุ้นหรือไม่ ให้เหตุผลคำตอบ
สารละลาย:
ผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับสถานะเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของระบบเท่านั้น และไม่ขึ้นอยู่กับขั้นตอนระหว่างกลางของกระบวนการ พลังงานกระตุ้นคือพลังงานส่วนเกินที่โมเลกุลของสารต้องมีเพื่อการชนกันทำให้เกิดการก่อตัวของสารใหม่ พลังงานกระตุ้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเพิ่มหรือลดอุณหภูมิ ลดหรือเพิ่มตามนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาจะลดพลังงานกระตุ้นลง และสารยับยั้งจะลดพลังงานลง
ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงพลังงานกระตุ้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยา แต่ไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยา ผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาเป็นค่าคงที่และไม่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานกระตุ้นสำหรับปฏิกิริยาที่กำหนด ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาการก่อตัวของแอมโมเนียจากไนโตรเจนและไฮโดรเจนมีรูปแบบ:
ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน > 0) ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อจำนวนโมลของอนุภาคที่ทำปฏิกิริยาลดลงและจำนวนโมลของสารก๊าซซึ่งทำให้ระบบจากสถานะเสถียรน้อยลงไปสู่สถานะเสถียรมากขึ้น เอนโทรปีลดลง< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:
ปัญหา 339
ปฏิกิริยาใดโดยตรงหรือย้อนกลับ พลังงานกระตุ้นจะมากกว่าถ้าปฏิกิริยาโดยตรงปล่อยความร้อนออกมา
สารละลาย:
ความแตกต่างระหว่างพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับเท่ากับผลกระทบทางความร้อน: H = E a(รอบ) - E a(รอบ) . ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยความร้อนเช่น มีคายความร้อน< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
อี(อดีต)< Е а(обр.) .
คำตอบ:อี(อดีต)< Е а(обр.) .
ปัญหา 340.
อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ 298 K จะเพิ่มขึ้นกี่ครั้ง หากพลังงานกระตุ้นลดลง 4 kJ/mol
สารละลาย:
ให้เราแสดงว่าพลังงานกระตุ้นลดลงตาม Ea และอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะคงที่ก่อนและหลังพลังงานกระตุ้นลดลงโดย k และ k ตามลำดับ" เมื่อใช้สมการอาร์เรเนียส เราได้:
E a - พลังงานกระตุ้น, k และ k" - ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา, T - อุณหภูมิใน K (298)
แทนที่ข้อมูลปัญหาลงในสมการสุดท้ายและแสดงพลังงานกระตุ้นในหน่วยจูล เราคำนวณการเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยา:
คำตอบ: 5 ครั้ง
การเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นมักจะแสดงลักษณะเฉพาะด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของอัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งเป็นตัวเลขที่แสดงจำนวนครั้งที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่กำหนดเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้น 10°C ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยาที่ต่างกันจะแตกต่างกัน ที่อุณหภูมิปกติ ค่าของปฏิกิริยาส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 2... 4
ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิถูกกำหนดตามกฎที่เรียกว่า "กฎ van't Hoff" ซึ่งแสดงทางคณิตศาสตร์โดยสมการ
โวลต์ 2 /โวลต์ 1 = ก. ( ต 2 – ต 1)/10 ,
ที่ไหน โวลต์ 1 และ โวลต์ 2 – อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ ต 1 และ ต 2 ; g คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยา
เช่น ถ้า g = 2 แล้วเมื่อใด ต 2 - ต 1 = 50°ซ โวลต์ 2 /โวลต์ 1 = 2 5 = 32 เช่น ปฏิกิริยามีความเร่ง 32 เท่า และความเร่งนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับค่าสัมบูรณ์แต่อย่างใด ต 1 และ ต 2 แต่ต่างกันแค่นั้นแหละ
พลังงานกระตุ้นความแตกต่างระหว่างพลังงานเฉลี่ยของอนุภาค (โมเลกุล อนุมูล ไอออน ฯลฯ) ที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเบื้องต้นของปฏิกิริยาเคมีกับพลังงานเฉลี่ยของอนุภาคทั้งหมดในระบบปฏิกิริยา สำหรับปฏิกิริยาเคมีต่างๆ E.a. แตกต่างกันอย่างมาก - จากหลาย ๆ ถึง ~ 10 เจ./โมลสำหรับปฏิกิริยาเคมีเดียวกัน ค่าของ E.a ขึ้นอยู่กับประเภทของฟังก์ชันการกระจายของโมเลกุลตามพลังงานของการเคลื่อนที่เชิงแปลและระดับความอิสระภายใน (อิเล็กทรอนิกส์, การสั่นสะเทือน, การหมุน) เป็นค่าทางสถิติของ E. a. ควรแยกความแตกต่างจากพลังงานเกณฑ์หรืออุปสรรคพลังงาน - พลังงานขั้นต่ำที่อนุภาคที่ชนกันหนึ่งคู่ต้องมีเพื่อให้ปฏิกิริยาเบื้องต้นเกิดขึ้น
สมการอาร์เรเนียส, การขึ้นต่ออุณหภูมิของอัตราคงที่ ถึงเคมีเบื้องต้น ปฏิกิริยา:
โดยที่ A คือปัจจัยก่อนเลขชี้กำลัง (มิติตรงกับมิติ k) อีเอ- พลังงานกระตุ้น มักจะเป็นบวก ค่า T-abs อุณหภูมิ ค่าคงที่ k-Boltzmann เป็นธรรมเนียมที่จะต้องให้ อีเอไม่ใช่ต่อโมเลกุล และตามจำนวนอนุภาค เอ็น เอ= 6.02*10 23 (ค่าคงที่ของอะโวกาโดร) และแสดงเป็น kJ/mol; ในกรณีเหล่านี้ค่าในสมการอาร์เรเนียส เคแทนที่ด้วยค่าคงที่ของแก๊ส ร.กราฟของ 1nk ต่อ 1 /เคที(พล็อต Arrhenius) – เส้นตรง ความชันเชิงลบซึ่งถูกกำหนดโดยพลังงานกระตุ้น อีเอและแสดงลักษณะเชิงบวก การพึ่งพาอุณหภูมิ ถึง.
ตัวเร่ง- สารเคมีที่ช่วยเร่งปฏิกิริยา แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา ปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาไม่เหมือนกับรีเอเจนต์อื่นๆ คือจะไม่เปลี่ยนแปลงหลังปฏิกิริยา สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำปฏิกิริยากับวัสดุตั้งต้นเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น สารตัวกลางที่เป็นผลลัพธ์จะผ่านการเปลี่ยนแปลง และสุดท้ายถูกแยกออกเป็นผลิตภัณฑ์และตัวเร่งปฏิกิริยา จากนั้นตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำปฏิกิริยาอีกครั้งกับวัสดุตั้งต้น และวงจรตัวเร่งปฏิกิริยานี้จะเกิดซ้ำ (มากถึงล้านครั้ง) [ แหล่งที่มา?] ซ้ำแล้วซ้ำอีก
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบ่งออกเป็น เป็นเนื้อเดียวกันและ ต่างกัน- ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันอยู่ในเฟสเดียวกันกับสารที่ทำปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันจะสร้างเฟสอิสระ ซึ่งแยกจากกันโดยส่วนต่อประสานจากเฟสซึ่งมีสารที่ทำปฏิกิริยาอยู่ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยทั่วไปคือกรดและเบส โลหะ ออกไซด์ และซัลไฟด์ของพวกมันถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกัน
ปฏิกิริยาประเภทเดียวกันสามารถเกิดขึ้นได้กับตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน ดังนั้นร่วมกับสารละลายกรดจึงใช้ของแข็ง Al 2 O 3, TiO 2, ThO 2, อะลูมิโนซิลิเกตและซีโอไลต์ที่มีคุณสมบัติเป็นกรด ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันที่มีคุณสมบัติพื้นฐาน: CaO, BaO, MgO
ตามกฎแล้วตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันจะมีพื้นผิวที่ได้รับการพัฒนาอย่างมากซึ่งมีการกระจายตัวบนตัวพาเฉื่อย (ซิลิกาเจล, อลูมิเนียมออกไซด์, ถ่านกัมมันต์ ฯลฯ )
สำหรับปฏิกิริยาแต่ละประเภท จะมีเพียงตัวเร่งปฏิกิริยาบางชนิดเท่านั้นที่มีประสิทธิภาพ นอกเหนือจากที่กล่าวไปแล้ว กรดเบสมีตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ ลดการเกิดออกซิเดชัน- มีลักษณะเป็นโลหะทรานซิชันหรือสารประกอบ (Co +3, V 2 O 5 + MoO 3) ในกรณีนี้ การเร่งปฏิกิริยาจะดำเนินการโดยการเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันของโลหะทรานซิชัน
ระบบกระจายตัว- สิ่งเหล่านี้คือการก่อตัวของสองเฟสขึ้นไป (ตัว) ที่ไม่สามารถผสมกันได้อย่างสมบูรณ์หรือในทางปฏิบัติและไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีต่อกัน สารตัวแรก ( เฟสกระจัดกระจาย) กระจายอย่างประณีตในวินาที ( สื่อกระจายตัว- หากมีหลายเฟส ก็สามารถแยกออกจากกันทางกายภาพได้ (เครื่องปั่นแยก แยก ฯลฯ)
โดยทั่วไประบบที่กระจายตัวคือสารละลายคอลลอยด์หรือโซล ระบบที่กระจายตัวยังรวมถึงกรณีของตัวกลางที่กระจายตัวเป็นของแข็งซึ่งมีเฟสของการกระจายตัวอยู่
การจำแนกประเภทโดยทั่วไปมากที่สุดของระบบการกระจายตัวจะขึ้นอยู่กับความแตกต่างในสถานะการรวมตัวของตัวกลางการกระจายตัวและเฟสการกระจายตัว การรวมกันของสถานะการรวมสามประเภททำให้สามารถแยกแยะความแตกต่างของระบบที่กระจัดกระจายได้เก้าประเภท เพื่อความกระชับ โดยปกติจะแสดงด้วยเศษส่วน ซึ่งตัวเศษจะระบุระยะการกระจายตัว และตัวส่วนจะระบุตัวกลางในการกระจายตัว ตัวอย่างเช่น สำหรับระบบ "ก๊าซในของเหลว" จะใช้การกำหนด G/L
สารละลายคอลลอยด์ สถานะคอลลอยด์เป็นลักษณะของสสารหลายชนิดหากอนุภาคมีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 500 นาโนเมตร เป็นเรื่องง่ายที่จะแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวทั้งหมดของอนุภาคเหล่านี้มีขนาดใหญ่มาก หากเราสมมติว่าอนุภาคมีรูปร่างเหมือนลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 นาโนเมตร ดังนั้นด้วยปริมาตรรวมของสิ่งเหล่านี้ อนุภาคพวกเขาจะมี 1 ซม. 3
พื้นที่ผิวประมาณ 10 ตร.ม. ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ชั้นผิวมีลักษณะเฉพาะด้วยพลังงานพื้นผิวและความสามารถในการดูดซับอนุภาคบางชนิด รวมถึงไอออนด้วย
จากสารละลาย คุณลักษณะเฉพาะของอนุภาคคอลลอยด์คือการมีประจุอยู่บนพื้นผิวเนื่องจากการดูดซับไอออนแบบเลือกสรร อนุภาคคอลลอยด์มีโครงสร้างที่ซับซ้อน ประกอบด้วยแกนกลาง ไอออนที่ถูกดูดซับ ตัวนับไอออน และตัวทำละลาย มีไลโอฟิลิก (guide.
corophilic) คอลลอยด์ซึ่งตัวทำละลายทำปฏิกิริยากับนิวเคลียสของอนุภาค, คอลลอยด์แบบโพลีโฟบิก (ไม่ชอบน้ำ) ซึ่งตัวทำละลายไม่ทำปฏิกิริยากับนิวเคลียส
อนุภาค ตัวทำละลายจะรวมอยู่ในองค์ประกอบของอนุภาคที่ไม่ชอบน้ำเฉพาะในรูปแบบเปลือกโซลเวชันของไอออนที่ถูกดูดซับหรือต่อหน้าสารคงตัว (สารลดแรงตึงผิว) ที่มีส่วนที่ไลโอโฟบิกและไลโอฟิลิก
นี่คือตัวอย่างบางส่วนของอนุภาคคอลลอยด์:
ยังไง. จะเห็นได้ว่าแกนกลางประกอบด้วยการรวมตัวของอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าพร้อมไอออนดูดซับขององค์ประกอบที่ประกอบเป็นแกนกลาง (ในตัวอย่างเหล่านี้ Ag +, HS-, Fe 3+ ไอออน) นอกจากแกนกลางแล้ว อนุภาคคอลลอยด์ยังมีตัวต้านและโมเลกุลของตัวทำละลายอีกด้วย ไอออนและประจุบวกที่ถูกดูดซับด้วยตัวทำละลายจะสร้างชั้นที่ถูกดูดซับ ประจุรวมของอนุภาคเท่ากับค่าความแตกต่างประจุของไอออนที่ถูกดูดซับและประจุบวก รอบอนุภาคจะมีชั้นไอออนกระจายอยู่ ซึ่งมีประจุเท่ากับประจุของอนุภาคคอลลอยด์ อนุภาคคอลลอยด์และชั้นกระจายทำให้เกิดไมเซลล์ที่เป็นกลางทางไฟฟ้า
ไมเซลล์(จิ๋วจาก lat. ไมกา- อนุภาค, เมล็ดข้าว) - อนุภาคในระบบคอลลอยด์ประกอบด้วยแกนที่มีขนาดเล็กมากซึ่งไม่ละลายในตัวกลางที่กำหนด ล้อมรอบด้วยเปลือกที่มีความเสถียรของไอออนที่ถูกดูดซับและโมเลกุลของตัวทำละลาย ตัวอย่างเช่น ไมเซลล์สารหนูซัลไฟด์มีโครงสร้าง:
((เมื่อ 2 S 3) m nHS − (n-x)H + ) เอ็กซ์- xH +
ขนาดเฉลี่ยของไมเซลล์อยู่ระหว่าง 10−5 ถึง 10−7 ซม.
การแข็งตัว- การแยกสารละลายคอลลอยด์ออกเป็นสองขั้นตอน - ตัวทำละลายและมวลเจลาตินัสหรือการทำให้สารละลายหนาขึ้นอันเป็นผลมาจากการขยายตัวของอนุภาคของสารที่ละลาย
การทำให้เป็นเปปไทเซชันเป็นกระบวนการเปลี่ยนตะกอนคอลลอยด์หรือเจลไปเป็นสารละลายคอลลอยด์ภายใต้การกระทำของของเหลวหรือสารที่เติมเข้าไปซึ่งถูกดูดซับอย่างดีด้วยตะกอนหรือเจล ในกรณีนี้เรียกว่าเปปไทเซอร์ (เช่น การเปปไทเซชันของไขมันภายใต้ อิทธิพลของน้ำดี)
การทำให้เป็น Peptization คือการแยกมวลรวมของอนุภาคเจล (เยลลี่) หรือตะกอนหลวมภายใต้อิทธิพลของสารบางชนิด - สารเปปไทเซอร์หลังจากการแข็งตัวของสารละลายคอลลอยด์ ผลจากการทำให้เป็นเพปไทเซชัน ตะกอน (หรือเจล) จะถูกแขวนลอย
โซลูชั่นระบบเฟสเดียวที่ประกอบด้วยสององค์ประกอบขึ้นไป ตามสถานะการรวมตัว สารละลายอาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซก็ได้
ความสามารถในการละลายความสามารถของสารในการสร้างสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันกับสารอื่น (หรือสาร) โดยมีการกระจายตัวของส่วนประกอบ (ดูวิธีแก้ปัญหา) โดยทั่วไปแล้ว ตัวทำละลายถือเป็นสารที่อยู่ในสถานะบริสุทธิ์ของการรวมตัวเช่นเดียวกับสารละลายที่เกิดขึ้น หากก่อนการละลายสารทั้งสองอยู่ในสถานะการรวมตัวเดียวกัน ตัวทำละลายจะถือเป็นสารที่มีอยู่ในส่วนผสมในปริมาณที่มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
ความสามารถในการละลายถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ทางกายภาพและเคมีของโมเลกุลของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย อัตราส่วนพลังงานของอันตรกิริยาของส่วนประกอบที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เหมือนกันของสารละลาย ตามกฎแล้วสารประกอบทางกายภาพที่คล้ายคลึงกันจะละลายซึ่งกันและกันได้สูง และเคมีภัณฑ์ คุณสมบัติของสาร (กฎเชิงประจักษ์ "เหมือนละลายในเหมือน") โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารที่ประกอบด้วยโมเลกุลมีขั้วและสารที่มีพันธะไอออนิกจะละลายได้ดี ในตัวทำละลายที่มีขั้ว (น้ำ เอทานอล แอมโมเนียเหลว) และสารที่ไม่มีขั้วจะละลายได้ดี ในตัวทำละลายไม่มีขั้ว (เบนซิน, คาร์บอนไดซัลไฟด์)
ความสามารถในการละลายของสารที่กำหนดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน และสอดคล้องกับหลักการทั่วไปของการเปลี่ยนสมดุล (ดูหลักการของ Le Chatelier-Brown) ความเข้มข้นของสารละลายอิ่มตัวภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดจะกำหนดค่า R ของสารในตัวทำละลายที่กำหนดเป็นตัวเลขและเรียกอีกอย่างว่า ความสามารถในการละลาย สารละลายอิ่มตัวยวดยิ่งประกอบด้วยสารที่ละลายในปริมาณมากกว่าที่สอดคล้องกับความสามารถในการละลาย การมีอยู่ของสารละลายอิ่มตัวยวดยิ่งนั้นเกิดจากจลนศาสตร์ ความยากลำบากในการตกผลึก (ดูที่มาของเฟสใหม่) เพื่อระบุลักษณะความสามารถในการละลายของสารที่ละลายได้ต่ำ จึงมีการใช้ผลิตภัณฑ์ของกิจกรรม PA (สำหรับสารละลายที่ใกล้เคียงกับคุณสมบัติจนถึงอุดมคติ - PR ของผลิตภัณฑ์ที่สามารถละลายได้)
เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราของกระบวนการทางเคมีมักจะเพิ่มขึ้น ในปี พ.ศ. 2422 นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ J. van't Hoff ได้กำหนดกฎเชิงประจักษ์: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 K อัตราของปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่จะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่า
สัญกรณ์ทางคณิตศาสตร์ของกฎ เจ. แวนท์ ฮอฟฟ์:
γ 10 = (k เสื้อ+10)/k เสื้อโดยที่ kt คือค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ T; k เสื้อ+10 - อัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่ที่อุณหภูมิ T+10; γ 10 - ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของ Van't Hoff ค่าของมันอยู่ระหว่าง 2 ถึง 4 สำหรับกระบวนการทางชีวเคมี γ 10 จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 7 ถึง 10
กระบวนการทางชีวภาพทั้งหมดเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด: 45-50°C อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 36-40°C ในร่างกายของสัตว์เลือดอุ่น อุณหภูมินี้จะถูกรักษาให้คงที่เนื่องจากการควบคุมอุณหภูมิของระบบชีวภาพที่เกี่ยวข้อง เมื่อศึกษาระบบทางชีววิทยาจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิγ 2, γ 3, γ 5 เพื่อการเปรียบเทียบจะลดลงเหลือ γ 10
การขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอุณหภูมิตามกฎของ Van't Hoff สามารถแสดงได้ด้วยสมการ:
วี 2 /วี 1 = γ ((T 2 -T 1)/10)
พลังงานกระตุ้น.อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นไม่สามารถอธิบายได้โดยการเพิ่มจำนวนการชนระหว่างอนุภาคของสารที่ทำปฏิกิริยาเท่านั้น เนื่องจากตามทฤษฎีจลน์ของก๊าซเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจำนวนการชนจะเพิ่มขึ้นเป็นไม่มีนัยสำคัญ ขอบเขต. อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าปฏิกิริยาเคมีไม่ได้เกิดขึ้นกับการชนกันของอนุภาคของสารที่ทำปฏิกิริยา แต่จะเกิดขึ้นเมื่อมีการชนกันของอนุภาคที่ใช้งานซึ่งมีพลังงานส่วนเกินที่จำเป็นในขณะที่เกิดการชนกัน
เรียกว่าพลังงานที่จำเป็นในการแปลงอนุภาคที่ไม่ใช้งานให้เป็นอนุภาคที่ใช้งานอยู่ พลังงานกระตุ้น (Ea)- พลังงานกระตุ้นคือพลังงานส่วนเกิน เมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ย ซึ่งจำเป็นในการทำปฏิกิริยากับสารจึงเกิดปฏิกิริยาเมื่อชนกัน พลังงานในการกระตุ้นจะวัดเป็นกิโลจูลต่อโมล (kJ/mol) โดยทั่วไป E จะอยู่ระหว่าง 40 ถึง 200 kJ/mol
แผนภาพพลังงานของปฏิกิริยาคายความร้อนและปฏิกิริยาดูดความร้อนแสดงไว้ในรูปที่ 1 2.3. สำหรับกระบวนการทางเคมีใดๆ สามารถแยกแยะสถานะเริ่มต้น ขั้นกลาง และขั้นสุดท้ายได้ ที่ด้านบนสุดของกำแพงพลังงาน สารตั้งต้นจะอยู่ในสถานะขั้นกลางที่เรียกว่าสารเชิงซ้อนที่ถูกกระตุ้น หรือสถานะการเปลี่ยนผ่าน ความแตกต่างระหว่างพลังงานของสารเชิงซ้อนกัมมันต์และพลังงานเริ่มต้นของสารตั้งต้นคือ Ea และความแตกต่างระหว่างพลังงานของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาและสารตั้งต้น (รีเอเจนต์) คือ ΔH ซึ่งเป็นผลทางความร้อนของปฏิกิริยา พลังงานกระตุ้นซึ่งต่างจาก ΔH จะเป็นค่าบวกเสมอ สำหรับปฏิกิริยาคายความร้อน (รูปที่ 2.3, a) ผลิตภัณฑ์จะอยู่ที่ระดับพลังงานต่ำกว่าตัวทำปฏิกิริยา (Ea< ΔН).
|
Ea เป็นปัจจัยหลักที่กำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยา: หาก Ea > 120 kJ/mol (อุปสรรคด้านพลังงานสูงกว่า อนุภาคออกฤทธิ์ในระบบน้อยลง) ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างช้าๆ และในทางกลับกันถ้าเอีย< 40 кДж/моль, реакция осуществляется с большой скоростью.
สำหรับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับชีวโมเลกุลเชิงซ้อน เราควรคำนึงถึงความจริงที่ว่าในเชิงซ้อนที่ถูกกระตุ้นซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการชนกันของอนุภาค โมเลกุลจะต้องถูกวางทิศทางในอวกาศในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง เนื่องจากมีเพียงบริเวณที่ทำปฏิกิริยาของโมเลกุลเท่านั้นซึ่งมีขนาดเล็กใน สัมพันธ์กับขนาดของมัน ย่อมเกิดการเปลี่ยนแปลง
หากทราบอัตราคงที่ k 1 และ k 2 ที่อุณหภูมิ T 1 และ T 2 จะสามารถคำนวณค่า Ea ได้
ในกระบวนการทางชีวเคมี พลังงานกระตุ้นจะน้อยกว่าอนินทรีย์ 2-3 เท่า ในเวลาเดียวกัน Ea ของปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสารแปลกปลอม xenobiotics นั้นมีค่ามากกว่า Ea ของกระบวนการทางชีวเคมีทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ ข้อเท็จจริงนี้เป็นการปกป้องทางชีวภาพตามธรรมชาติของระบบจากอิทธิพลของสารแปลกปลอมเช่น ปฏิกิริยาตามธรรมชาติต่อร่างกายเกิดขึ้นในสภาวะที่เอื้ออำนวยโดยมีค่า Ea ต่ำ และปฏิกิริยาจากสิ่งแปลกปลอม Ea จะสูง นี่คืออุปสรรคของยีนที่แสดงถึงคุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของกระบวนการทางชีวเคมี