วิธีหาค่าสัมประสิทธิ์อัตราการเกิดปฏิกิริยา การขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอุณหภูมิ

กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์:

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศา ความเร็วของปฏิกิริยาเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันจะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่า

โดยที่ V2 คืออัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ T2, V1 คืออัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ T1 คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยา (เช่น ถ้าเท่ากับ 2 เป็นต้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 2 เท่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นประมาณ 10 องศา)

จากสมการแวนท์ฮอฟฟ์ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิคำนวณโดยสูตร:

ทฤษฎีการชนแบบแอคทีฟเป็นการสรุปกฎต่างๆ การพึ่งพาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับอุณหภูมิ:

1. ไม่ใช่ทุกโมเลกุลที่สามารถทำปฏิกิริยาได้ แต่จะทำปฏิกิริยาได้เฉพาะในสถานะแอคทีฟพิเศษเท่านั้น

2.การกระตุ้นของโมเลกุลเกิดขึ้นเนื่องจากการชนกันของชีวโมเลกุล

3. เมื่ออนุภาคที่มีพลังงานเท่ากันโดยประมาณชนกัน การกระจายตัวจะเกิดขึ้นใหม่ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พลังงานของโมเลกุลใดโมเลกุลหนึ่งถึงค่าที่สอดคล้องกับพลังงานกระตุ้น

4. อิทธิพลของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา: การเปลี่ยนแปลงในสมดุลระหว่างโมเลกุลธรรมดาและโมเลกุลแอคทีฟไปสู่การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของโมเลกุลแรก

โปรไฟล์พลังงานของปฏิกิริยา (กราฟของพลังงานศักย์เทียบกับพิกัดปฏิกิริยา)

พลังงานกระตุ้น Ea- พลังงานเพิ่มเติมขั้นต่ำที่ต้องให้โมเลกุลที่สูงกว่าค่าเฉลี่ยเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีได้ ปฏิสัมพันธ์.

สมการอาร์รีเนียสสร้างความพึ่งพาของอัตราคงที่ของปฏิกิริยาเคมี k ที่อุณหภูมิ T

โดยที่ A แสดงถึงความถี่ของการชนกันของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา R คือค่าคงที่ของก๊าซสากล

7. การเร่งปฏิกิริยา การเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน คุณสมบัติของกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ การเร่งปฏิกิริยา-การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเมื่อมีสารอยู่ ซึ่งเมื่อเสร็จสิ้นปฏิกิริยาแล้ว คงรูปและปริมาณไม่เปลี่ยนแปลง เรียกว่าการเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยา การเร่งปฏิกิริยาเชิงบวก, ลด - การเร่งปฏิกิริยาเชิงลบ (หรือการยับยั้ง). ตัวเร่งปฏิกิริยาชื่อสารที่ทำให้เกิดการเร่งปฏิกิริยาเชิงบวก สารที่ทำให้ปฏิกิริยาช้าลง - สารยับยั้ง. มีการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกันการเร่งปฏิกิริยาของความไม่สมส่วนของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในสารละลายในน้ำโดยมีไดโครเมตไอออนเป็นตัวอย่างของการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน (ตัวเร่งปฏิกิริยาก่อตัวเป็นเฟสเดียวด้วยส่วนผสมของปฏิกิริยา) และเมื่อมีแมงกานีส (IV) ออกไซด์เป็นตัวอย่าง ของการเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกัน (สารละลายน้ำของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ - เฟสของเหลว, แมงกานีสออกไซด์ -แข็ง) ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมีคือโปรตีนในธรรมชาติและเรียกว่า เอนไซม์- เอนไซม์แตกต่างจากตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วไปในด้านคุณสมบัติหลายประการ: 1) มีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาที่สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ; 2)ความจำเพาะสูง เช่น การเลือกปฏิบัติ 3) เอนไซม์หลายชนิดแสดงฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาต่อสารตั้งต้นเพียงชนิดเดียว 4) เอนไซม์แสดงประสิทธิภาพสูงสุดเฉพาะภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง โดยมีช่วงอุณหภูมิและค่า pH เล็กน้อย = อัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นศูนย์ 8. สมดุลเคมี ย้อนกลับและไม่สามารถย้อนกลับได้ในทิศทางของปฏิกิริยา สมดุลเคมี: สถานะไดนามิกซึ่งมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับเท่ากัน ค่าคงที่สมดุล: ภายใต้สภาวะภายนอกคงที่ในสภาวะสมดุล อัตราส่วนของผลิตภัณฑ์ของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ต่อผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้นโดยคำนึงถึงปริมาณสัมพันธ์เป็นค่าคงที่ที่ไม่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของระบบ Kc เกี่ยวข้องกับมาตรฐาน Gibbs E โดยความสัมพันธ์: หลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์:ผลกระทบของปัจจัยใดๆ (t, c, p) ต่อระบบสมดุลจะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสมดุลไปในทิศทางที่ช่วยฟื้นฟูลักษณะดั้งเดิมของระบบ สภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์: ก 2 -ก 1 =0ส 2 -ส 1 =0 ทิศทางย้อนกลับ:ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดให้ไหลไปในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับตามธรรมชาติ .เงื่อนไขในการสำเร็จ: - ตะกอนที่ละลายได้น้อย - ก๊าซ - สารที่แยกตัวออกเล็กน้อย (น้ำ) - สารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียร อำเภอที่ไม่สามารถย้อนกลับได้: ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด มันจะไหลไปในทิศทางเดียว ตำแหน่งของสมดุลเคมีขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ปฏิกิริยาต่อไปนี้ อุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้น อิทธิพลที่ปัจจัยเหล่านี้มีต่อปฏิกิริยาเคมีนั้นขึ้นอยู่กับ รูปแบบที่แสดงออกมาในรูปแบบทั่วไปในปี พ.ศ. 2427 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Le Chatelier หลักการสมัยใหม่ของเลอ ชาเตอลิเยร์มีดังต่อไปนี้

9. บทบาทของน้ำและการแก้ปัญหาในชีวิต อุณหพลศาสตร์ของการละลายสารละลายเป็นระบบเนื้อเดียวกันที่มีองค์ประกอบแปรผันของสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปที่อยู่ในสภาวะสมดุล การจำแนกประเภท: 1) การระงับ(ระบบกระจายตัวหยาบ): สารแขวนลอย (ของแข็งในของเหลว) และอิมัลชัน (ของเหลวในของเหลว) 2) คอลลอยด์โซล(ระบบกระจายตัวอย่างประณีต) คุณค่าของโซลูชั่น ในชีวิต: กระบวนการทางเคมีหลายอย่างเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่สารที่เกี่ยวข้องอยู่ในสถานะละลายเท่านั้น ของเหลวทางชีวภาพที่สำคัญที่สุด (เลือด น้ำเหลือง ปัสสาวะ น้ำลาย เหงื่อ) คือสารละลายของเกลือ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมันในน้ำ การดูดซึมอาหารสัมพันธ์กับการเปลี่ยนสารอาหารไปเป็นสถานะละลาย ปฏิกิริยาทางชีวเคมีในสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นในสารละลาย ไบโอฟลูอิดเกี่ยวข้องกับการขนส่งสารอาหาร (ไขมัน กรดอะมิโน ออกซิเจน) ยาไปยังอวัยวะและเนื้อเยื่อ รวมถึงการขับสารเมตาบอไลท์ออกจากร่างกาย ในสื่อของเหลวของร่างกายจะรักษาความเป็นกรดความเข้มข้นของเกลือและสารอินทรีย์ให้คงที่ (สภาวะสมดุลของความเข้มข้น) ตัวทำละลายที่พบมากที่สุดในโลกของเราคือ น้ำ. คุณสมบัติของน้ำ: ความจุความร้อนมีมากกว่าสารทั้งหมด พฤติกรรมที่ผิดปกติระหว่างการทำความเย็น - น้ำจะมีความหนาแน่นมากขึ้นเริ่มจมแล้วเพิ่มขึ้น (สารอื่น ๆ ทั้งหมดจะจมเมื่อถูกบดอัด) สามารถระเหิดได้ (การระเหิดของน้ำ) - การระเหิด (ภายใต้เงื่อนไขบางประการน้ำแข็งสามารถเปลี่ยนเป็นไอน้ำได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนเป็นน้ำของเหลวก่อนเช่น โดยไม่ละลาย) น้ำละลายสารทั้งหมด (คำถามเดียวคือเท่าไหร่?); ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของน้ำสูง (ค่าที่ระบุว่ามีแรงปฏิกิริยาระหว่างสองประจุในสารที่กำหนดกี่ครั้งน้อยกว่าในสุญญากาศ) อุณหภูมิวิกฤตสูง น้ำเป็นแอมโฟไลต์ (ไม่ใช่กรด ไม่ใช่เบส) มีส่วนร่วมในการสร้างโครงสร้างโพลีเมอร์ของร่างกาย (โปรตีน ไขมัน...); พื้นฐานของการขนส่งเมมเบรน อุณหพลศาสตร์ของการละลาย: ตามกฎข้อที่ 2 ของอุณหพลศาสตร์ที่ พี, T=คอนสตรัคสารสามารถละลายได้เองในตัวทำละลายใดๆ หากเป็นผลมาจากกระบวนการนี้ พลังงานกิ๊บส์ของระบบลดลง เช่น - G=(ส - ท ส)<0 . (ชม- ปัจจัยเอนทาลปี ที เอส-ปัจจัยเอนโทรปีของการละลาย) เมื่อละลายสารของเหลวและของแข็ง ส>0. เมื่อละลายก๊าซในของเหลว ส<0. การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีคือผลรวมพีชคณิตของการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี ฮอันเป็นผลมาจากการทำลายของโครงผลึกและการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี เอช โซลเนื่องจากการละลายด้วยอนุภาคตัวทำละลาย ชมแยก = ชม cr +ฮโซล . เมื่อละลายก๊าซจะมีเอนทาลปี ชม cr = 0 เพราะ ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานในการทำลายโครงตาข่ายคริสตัล ในระหว่างการละลาย อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงทั้งเอนโทรปีและเอนทาลปีได้ 10 . ทางออกที่ดี- เอนทาลปีของการผสมคือ 0 (ของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของไฮโดรคาร์บอน สารละลายสมมุติ โดยที่แรงอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลทั้งหมดเท่ากัน) ค่าคงที่การละลายหรือ PR- นี่คือผลคูณของความเข้มข้นของไอออนของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อยในสารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด - ค่าคงที่ บาCO 3 = บา + CO 3 , Ks=เงื่อนไขในการละลายและการก่อตัวของฝนการตกตะกอนและการละลายเป็นปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนที่เกิดขึ้นในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ---1) อิเล็กโทรไลต์จะตกตะกอนหากผลคูณของความเข้มข้นของไอออนในสารละลายมากกว่าค่าคงที่ความสามารถในการละลาย c(Ba)*c(CO 3)>Kpr 2) ตะกอนของมันจะละลายถ้าในทางกลับกัน 11. คุณสมบัติคอลลิเคตีตีของสารละลาย สมบัติคอลลิจิคัลของสารละลาย- สิ่งเหล่านี้คือคุณสมบัติเหล่านั้นที่ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดจะเท่ากันและเป็นอิสระจากลักษณะทางเคมีของสารที่ละลาย คุณสมบัติของสารละลายที่ขึ้นอยู่กับจำนวนหน่วยจลน์ศาสตร์และการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนเท่านั้น กฎของราอูลต์และผลที่ตามมา- ไอที่อยู่ในสมดุลกับของเหลวเรียกว่าอิ่มตัว ความดันของไอดังกล่าวเหนือตัวทำละลายบริสุทธิ์ (p0) เรียกว่าความดันไออิ่มตัวหรือความดันของตัวทำละลายบริสุทธิ์ ความดันไอของสารละลายที่มีตัวถูกละลายไม่ระเหยเป็นสัดส่วนโดยตรงกับเศษส่วนโมลของตัวทำละลายในสารละลาย: p = p0 · χр-лโดยที่ p คือความดันไอเหนือสารละลาย PA; p0 คือความดันไอเหนือตัวทำละลายบริสุทธิ์ χр-л คือเศษส่วนโมลของตัวทำละลาย สำหรับสารละลายอิเล็กโทรไลต์ จะใช้สมการในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย คุณต้องบวกค่าสัมประสิทธิ์ไอโซโทนิกลงไป: Δp = i · p0 · χв -va โดยที่ Δp คือการเปลี่ยนแปลงความดันจริงเมื่อเปรียบเทียบกับตัวทำละลายบริสุทธิ์ χv-va คือเศษส่วนโมลของสารในสารละลาย จากกฎของราอูลต์ มี 2 ประการเกิดขึ้น ผลที่ตามมา- ตามที่กล่าวไว้จุดเดือดของสารละลายสูงกว่าจุดเดือดของตัวทำละลาย เนื่องจากความดันไออิ่มตัวของตัวทำละลายเหนือสารละลายจะเท่ากับความดันบรรยากาศ (สภาวะการเดือดของของเหลว) ที่อุณหภูมิสูงกว่าในกรณีของตัวทำละลายบริสุทธิ์ จุดเดือดที่เพิ่มขึ้น Tbp แปรผันตามโมลาลิตีของสารละลาย: ต้ม=เก ซมโดยที่ Ke คือค่าคงที่ ebullioscopic ของตัวทำละลาย cm คือความเข้มข้นของโมลาล ผลที่สองจากกฎของราอูลต์ อุณหภูมิการแช่แข็ง (การตกผลึก) ของสารละลายจะต่ำกว่าอุณหภูมิการแช่แข็ง (การตกผลึก) ของตัวทำละลายบริสุทธิ์ นี่เป็นเพราะความดันไอของตัวทำละลายที่อยู่เหนือสารละลายต่ำกว่าตัวทำละลาย การลดลงของอุณหภูมิเยือกแข็ง (การตกผลึก) Tzam เป็นสัดส่วนกับโมลาลิตีของสารละลาย : Tzam= ก๊อก ซมโดยที่ Kk คือค่าคงที่ของการแช่แข็งของสารละลาย การลดอุณหภูมิการตกผลึกของสารละลายการตกผลึกคือความเท่าเทียมกันของความดันไออิ่มตัวของตัวทำละลายเหนือสารละลายกับความดันไอเหนือตัวทำละลายที่เป็นของแข็ง เนื่องจากความดันไอของตัวทำละลายเหนือสารละลายจะต่ำกว่าตัวทำละลายบริสุทธิ์เสมอ ความเท่าเทียมกันนี้จะเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของตัวทำละลายเสมอ ดังนั้นน้ำทะเลจึงเริ่มแข็งตัวที่อุณหภูมิประมาณลบ 2 °C ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิการตกผลึกของตัวทำละลายและอุณหภูมิที่สารละลายเริ่มตกผลึกคืออุณหภูมิที่ตกผลึกลดลง การเพิ่มจุดเดือดของสารละลายของเหลวเดือดที่อุณหภูมิซึ่งความดันรวมของไออิ่มตัวจะเท่ากับความดันภายนอก ความดันไออิ่มตัวเหนือสารละลายที่อุณหภูมิใดๆ จะน้อยกว่าตัวทำละลายบริสุทธิ์ และความเท่าเทียมกับความดันภายนอกจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิที่สูงขึ้น ดังนั้นจุดเดือดของสารละลายของสารที่ไม่ลบเลือน T จะสูงกว่าจุดเดือดของตัวทำละลายบริสุทธิ์ที่ความดันเท่ากัน T° เสมอ การเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของสารละลายที่ไม่ลบเลือนของสารที่ไม่ลบเลือนนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับธรรมชาติ ของตัวถูกละลายและเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นโมลของสารละลาย การผ่านของตัวทำละลายโดยธรรมชาติผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้เพื่อแยกสารละลายและตัวทำละลายหรือสารละลายสองชนิดที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายต่างกันเรียกว่า โดยการออสโมซิสออสโมซิสเกิดจากการแพร่ของโมเลกุลของตัวทำละลายผ่านพาร์ติชันแบบกึ่งซึมผ่านได้ ซึ่งทำให้มีเพียงโมเลกุลของตัวทำละลายเท่านั้นที่จะผ่านไปได้ โมเลกุลของตัวทำละลายจะกระจายจากตัวทำละลายไปเป็นสารละลายหรือจากสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าไปเป็นสารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้น แรงดันออสโมติกเท่ากับแรงต่อหน่วยพื้นที่ผิว และบังคับให้โมเลกุลของตัวทำละลายทะลุผ่านแผ่นกั้นกึ่งซึมผ่านได้ เท่ากับความดันของคอลัมน์สารละลายในออสโมมิเตอร์ที่มีความสูง h ที่สภาวะสมดุล ความดันภายนอกจะทำให้แรงดันออสโมติกสมดุล ในกรณีนี้ อัตราการเปลี่ยนผ่านของโมเลกุลไปข้างหน้าและย้อนกลับผ่านพาร์ติชันแบบกึ่งซึมผ่านได้จะเท่ากัน แรงดันออสโมติกจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นและอุณหภูมิของตัวถูกละลายที่เพิ่มขึ้น แวนท์ ฮอฟฟ์แนะนำว่าสำหรับแรงดันออสโมติก สามารถใช้สมการสถานะของก๊าซในอุดมคติได้: pV = nRT หรือ p = (n/V) RT จากที่ p = ด้วย RTโดยที่ p คือความดันออสโมติก (kPa) c คือความเข้มข้นทางโมลาร์ของสารละลาย แรงดันออสโมติกเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นโมลาร์ของตัวถูกละลายและอุณหภูมิ ออสโมซิสเล่นดีมาก บทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาทำให้มั่นใจได้ว่าน้ำจะไหลเข้าสู่เซลล์และโครงสร้างอื่นๆ เรียกว่าสารละลายที่มีแรงดันออสโมติกเท่ากัน ไอโซโทนิก- หากแรงดันออสโมติกสูงกว่าความดันภายในเซลล์ เรียกว่า ไฮเปอร์โทนิก หากต่ำกว่าความดันภายในเซลล์ เรียกว่า ไฮโปโทนิก ค่าสัมประสิทธิ์ไอโซโทนิก (หรือปัจจัย Van't Hoff เรียกว่า i) เป็นพารามิเตอร์ไร้มิติที่แสดงคุณลักษณะของสารในสารละลาย เป็นตัวเลขเท่ากับอัตราส่วนของค่าของคุณสมบัติคอลลิเกทีฟของสารละลายของสารที่กำหนดและค่าของคุณสมบัติคอลลิเกทีฟที่เหมือนกันของอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นเท่ากัน โดยที่พารามิเตอร์อื่น ๆ ของระบบไม่เปลี่ยนแปลง อิซูสเมีย-ความคงตัวสัมพัทธ์ของแรงดันออสโมติกในตัวกลางของเหลวและเนื้อเยื่อของร่างกายเนื่องจากการบำรุงรักษาในระดับความเข้มข้นของสารที่ประกอบด้วย: อิเล็กโทรไลต์โปรตีน นี่เป็นหนึ่งในค่าคงที่ทางสรีรวิทยาที่สำคัญที่สุดของร่างกาย กลไกการควบคุมตนเอง (Homeostasis) ภาวะเม็ดเลือดแดงแตก- การทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดงพร้อมกับการปล่อยฮีโมโกลบินออกมา สาเหตุทางกายภาพ ได้แก่ ผลกระทบของอุณหภูมิสูงและต่ำ, อัลตราซาวนด์, สาเหตุทางเคมี - พิษของเม็ดเลือดแดงแตก, ยาบางชนิด ฯลฯ ภาวะเม็ดเลือดแดงแตกสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีการถ่ายเลือดที่เข้ากันไม่ได้, การแนะนำสารละลายไฮโปโทนิก พลาสโมไลซิส- เมื่อเซลล์ถูกวางในสารละลายไฮเปอร์โทนิก น้ำจากเซลล์จะออกไปเป็นสารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้นและสังเกตการหดตัวของเซลล์

องค์ประกอบของทฤษฎีสารละลายอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งและอ่อนแอ ค่าคงที่ไอออไนเซชันของอิเล็กโทรไลต์อ่อน กฎการผสมพันธุ์ของออสต์วาลด์ ความแรงของไอออนิกของสารละลาย กิจกรรมและกิจกรรมสัมประสิทธิ์ของไอออน อิเล็กโทรไลต์ในร่างกาย น้ำลาย เป็นอิเล็กโทรไลต์

อิเล็กโทรไลต์- สารเหล่านี้เป็นสารที่มีพันธะไอออนิกหรือพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้วสูงในสารละลายที่เป็นน้ำซึ่งเกิดการแยกตัวด้วยไฟฟ้า ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของแคตไอออนและแอนไอออน

อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง- สารที่สามารถแยกตัวออกได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งรวมถึงเกลือส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับสารบางชนิดที่มีโครงสร้างโมเลกุล (HCl)

อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอแยกตัวออกจากกันในระดับที่ไม่มีนัยสำคัญ และรูปแบบที่โดดเด่นของพวกมันคือโมเลกุล (H2S, กรดอินทรีย์)

ความสามารถของอิเล็กโทรไลต์ระดับโมเลกุลในการแยกตัวจะถูกกำหนดในเชิงปริมาณ ระดับของการไอออไนซ์ (ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ ):

โดยที่ Ntotal คือจำนวนโมเลกุลทั้งหมดในสารละลาย N ไอออไนเซชันคือจำนวนโมเลกุลที่แตกออกเป็นไอออน

ค่าคงที่ไอออไนเซชัน:

โดยที่ [A],[B] คือไอออนที่สลายตัว

- เป็นสารที่ไม่สลายตัวเป็นไอออน

กฎการเจือจางของ Ostwald:

K= α 2 c/1- α ,

โดยที่ α คือระดับของการแตกตัวเป็นไอออน

C – ความเข้มข้นของฟันกราม

ความแรงของสารละลายไอออนิก:

ผม=0.5∑с ผม ซี 2 ,

โดยที่ c i คือความเข้มข้นโมลาร์ของไอออนในสารละลาย โมล/ลิตร

z i คือประจุของไอออน

กิจกรรมของไอออนคือความเข้มข้นที่มีประสิทธิผล

กิจกรรมเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของฟันกรามดังนี้

ที่ไหน ฉ – ปัจจัยกิจกรรม

อิเล็กโทรไลต์ในร่างกาย: นา และ แคลมีส่วนร่วมในการรักษาสมดุลกรดเบสและสมดุลออสโมติกในร่างกาย แคลิฟอร์เนียมีบทบาทสำคัญในการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกและฟัน ในการควบคุมความเป็นกรดของเลือดและการแข็งตัวของเลือด ในการกระตุ้นของกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อประสาท ถึงพบในของเหลวในร่างกายและเนื้อเยื่ออ่อนเป็นหลัก ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นในการรักษาความดันออสโมซิสและควบคุม pH ของเลือด มกเป็นปัจจัยร่วมในปฏิกิริยาของเอนไซม์หลายชนิด และจำเป็นในทุกขั้นตอนของการสังเคราะห์โปรตีน ในสิ่งมีชีวิต เฟเป็นธาตุสำคัญที่ช่วยกระตุ้นกระบวนการแลกเปลี่ยนออกซิเจน บริษัทเป็นส่วนหนึ่งของวิตามินบี 12 เกี่ยวข้องกับการสร้างเม็ดเลือด การทำงานของระบบประสาทและตับ และปฏิกิริยาของเอนไซม์ สังกะสีจำเป็นต่อการเผาผลาญวิตามินอี เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ฮอร์โมนอะนาโบลิกต่างๆ ในร่างกาย รวมถึงอินซูลิน ฮอร์โมนเทสโทสเตอโรน และฮอร์โมนการเจริญเติบโต มนส่งผลต่อการเจริญเติบโต การสร้างเม็ดเลือด และการทำงานของอวัยวะสืบพันธุ์

น้ำลายเป็นอิเล็กโทรไลต์เป็นสภาพแวดล้อมทางชีวเคมีที่ซับซ้อน จำนวนไอออนของ H+ และ OH จะเป็นตัวกำหนด pH ของน้ำลาย ซึ่งโดยปกติจะเป็น 6.9 ค่า pH จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของกระบวนการทางพยาธิวิทยาในช่องปาก ดังนั้น ในโรคติดเชื้อ ปฏิกิริยาของน้ำลายจึงมีสภาพเป็นกรด สารอนินทรีย์, น้ำลายประกอบด้วยคลอรีนแอนไอออน, โบรมีน, ไอโอดีน, ฟลูออรีน ฟอสเฟตและฟลูออรีนแอนไอออนมีส่วนทำให้ศักยภาพทางเคมีไฟฟ้าเพิ่มขึ้น, คลอรีนแอนไอออน - การถ่ายโอนประจุไอออนิกและเป็นดีโพลาไรเซอร์ (ปัจจัยที่เร่งกระบวนการขั้วบวกและแคโทด) ระบุในน้ำลาย: เหล็ก, ทองแดง, เงิน, แมงกานีส, อลูมิเนียม - และองค์ประกอบหลัก: แคลเซียม, โพแทสเซียม, โซเดียม, แมกนีเซียม, ฟอสฟอรัส

หมายเลขงาน 1. การทำปฏิกิริยากับออกซิเจนอิสระนำไปสู่การก่อตัวของไนโตรเจนไดออกไซด์ที่เป็นพิษสูง / / แม้ว่าปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นอย่างช้าๆภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาและที่ความเข้มข้นต่ำไม่ได้มีบทบาทสำคัญในความเสียหายที่เป็นพิษต่อเซลล์อย่างไรก็ตามผลกระทบที่ทำให้เกิดโรคจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตาม การผลิตมากเกินไป พิจารณาว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างไนโตรเจนออกไซด์ (II) กับออกซิเจนเพิ่มขึ้นเป็นจำนวนเท่าใดเมื่อความดันในส่วนผสมของก๊าซตั้งต้นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า 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

ปัญหาหมายเลข 3- อัตราอันตรกิริยาของสารตั้งต้นเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนจากเป็นถ้าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยาเท่ากับ 2.5

สารละลาย.

1. ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแสดงให้เห็นว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแต่ละครั้ง (กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์):

2. หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงคือ: จากนั้นคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า เราได้รับ: - จากนี้..

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 ค่าคงที่อัตราสองค่าถูกกำหนด: ที่ 0.00670 และที่ 0.06857 จงหาค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาเดียวกันที่

สารละลาย.

1. ขึ้นอยู่กับค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาสองค่าโดยใช้สมการ Arrhenius เราจะหาพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา: - สำหรับกรณีนี้: จากที่นี่: เจ/โมล

2. คำนวณค่าคงที่ของอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ โดยใช้ค่าคงที่ของอัตราที่ และสมการอาร์เรเนียสในการคำนวณ: - สำหรับกรณีนี้: และคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า: เราได้รับ: เพราะฉะนั้น,

คำตอบ.

การคำนวณค่าคงที่สมดุลเคมีและการหาทิศทางของการเปลี่ยนแปลงสมดุลโดยใช้หลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์ .

ภารกิจที่ 6คาร์บอนไดออกไซด์ // ซึ่งแตกต่างจากคาร์บอนมอนอกไซด์ / / ไม่ละเมิดการทำงานทางสรีรวิทยาและความสมบูรณ์ทางกายวิภาคของสิ่งมีชีวิตและผลกระทบที่ทำให้หายใจไม่ออกนั้นเกิดจากการมีความเข้มข้นสูงเท่านั้นและเปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนในอากาศที่หายใจเข้าลดลง มันเท่ากับอะไร ค่าคงที่สมดุลปฏิกิริยา / /: ที่อุณหภูมิแสดงผ่าน: ก) แรงกดดันบางส่วนของสารที่ทำปฏิกิริยา; b) ความเข้มข้นของฟันกรามโดยรู้ว่าองค์ประกอบของส่วนผสมสมดุลแสดงโดยเศษส่วนปริมาตร: และ และ และความดันรวมในระบบคือ Pa?

สารละลาย.

1. ความดันบางส่วนของก๊าซเท่ากับความดันรวมคูณด้วยปริมาตรเศษส่วนของก๊าซในส่วนผสม ดังนั้น:

2. แทนที่ค่าเหล่านี้เป็นนิพจน์ของค่าคงที่สมดุลเราได้รับ:

3. ความสัมพันธ์ระหว่าง และ ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของสมการ Mendeleev-Clapeyron สำหรับก๊าซในอุดมคติ และแสดงออกมาด้วยความเท่าเทียมกัน: 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”) กำหนดจำนวนครั้งที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนแปลงเมื่อส่วนผสมของปฏิกิริยาเย็นลงจาก 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 พิจารณาว่าแมมมอธอาศัยอยู่เมื่อใด?

ปัญหาหมายเลข 14ครึ่งชีวิตของยาฆ่าแมลง (ยาฆ่าแมลงที่ใช้ควบคุมแมลง) คือ 6 เดือน สารจำนวนหนึ่งเข้าสู่แหล่งกักเก็บ 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. คำถามเพื่อความปลอดภัย

1. อธิบายว่าคำต่างๆ หมายถึงอะไร: อัตราการเกิดปฏิกิริยา อัตราคงที่?

2. อัตราเฉลี่ยของปฏิกิริยาเคมีแสดงออกมาอย่างไร?

3. เหตุใดจึงสมเหตุสมผลที่จะพูดถึงอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งเท่านั้น

4. กำหนดคำจำกัดความของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้และไม่สามารถย้อนกลับได้

5. กำหนดกฎแห่งการกระทำมวลชน 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? อะไรคือคุณลักษณะของสัญกรณ์ทางคณิตศาสตร์สำหรับค่าคงที่สมดุลในระบบที่ต่างกัน?

13. เภสัชจลนศาสตร์ของยาคืออะไร?

14. กระบวนการที่เกิดขึ้นกับยาในร่างกายนั้นมีลักษณะเชิงปริมาณโดยพารามิเตอร์ทางเภสัชจลนศาสตร์จำนวนหนึ่ง ให้หลักๆ ครับ.

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 เราจึงแทนที่ข้อมูลที่ให้ไว้ในคำชี้แจงปัญหาลงในสูตรที่แสดง van ในเชิงปริมาณ 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 เป็นคายความร้อน< 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 จะเพิ่มขึ้นกี่ครั้งหากพลังงานกระตุ้นลดลง 4 kJ/mol
สารละลาย:
ให้เราแสดงว่าพลังงานกระตุ้นลดลงตาม Ea และอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะคงตัวก่อนและหลังพลังงานกระตุ้นลดลงตาม k และ k ตามลำดับ" เมื่อใช้สมการอาร์เรเนียส เราจะได้:

E a - พลังงานกระตุ้น, k และ k" - ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา, T - อุณหภูมิใน K (298)
แทนที่ข้อมูลปัญหาลงในสมการสุดท้ายและแสดงพลังงานกระตุ้นในหน่วยจูล เราคำนวณการเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยา:

คำตอบ: 5 ครั้ง

คำตอบ: a) ที่ 200 0 C t2 = 9.8 วินาที; b) ที่ 80 0 C t3 = 162 ชั่วโมง 1 นาที 16 วินาที

คำตอบ:อี(อดีต)< Е а(обр.) .

คำตอบ: 5 ครั้ง

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 ด้วยพลังงานจำนวนมาก ปริมาณพลังงานขั้นต่ำที่โมเลกุลของสารตั้งต้นต้องมีเพื่อให้การชนกันทำงานเรียกว่ากำแพงพลังงานของปฏิกิริยา

พลังงานกระตุ้นคือพลังงานส่วนเกินที่สามารถให้หรือถ่ายโอนไปยังสารหนึ่งโมลได้

พลังงานกระตุ้นมีผลกระทบอย่างมากต่อค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาและการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ยิ่ง Ea ยิ่งมาก ค่าคงที่อัตราก็จะยิ่งน้อยลง และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิก็จะยิ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นเท่านั้น

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 คำนวณเป็นความชันของการพึ่งพาลอการิทึมของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอุณหภูมิผกผัน 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)