ตัวอย่างกฎการใช้งานแอ็คชั่น

กฎแห่งการกระทำโดยรวม สร้างความสัมพันธ์ที่มีอยู่ระหว่างมวลที่ใช้งานของสารตั้งต้นและของผลิตภัณฑ์ภายใต้สภาวะสมดุลและในระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน (โซลูชันหรือเฟสก๊าซ) มันถูกกำหนดโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวนอร์เวย์ Guldberg และ P. Waage ผู้ยอมรับว่าดุลยภาพนั้นเป็นแบบไดนามิกและไม่คงที่.

ทำไมต้องไดนามิก? เพราะความเร็วของปฏิกิริยาโดยตรงและย้อนกลับจะเท่ากัน มวลที่ใช้งานมักจะแสดงโมล / L (โมลาริตี) ปฏิกิริยาประเภทนี้สามารถเขียนได้ดังนี้: aA + bB <=> cC + dD สำหรับความสมดุลที่อ้างถึงในตัวอย่างนี้ความสัมพันธ์ระหว่างสารตั้งต้นกับผลิตภัณฑ์จะแสดงในสมการของภาพล่าง.

K คงที่เสมอไม่ว่าระดับความเข้มข้นเริ่มต้นของสารจะเป็นเท่าใดตราบใดที่อุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง ที่นี่ A, B, C และ D เป็นสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ ในขณะที่ a, b, c และ d เป็นสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของพวกมัน.

ค่าตัวเลขของ K เป็นค่าคงที่ลักษณะเฉพาะสำหรับแต่ละปฏิกิริยาที่อุณหภูมิที่กำหนด ดังนั้น K คือสิ่งที่เรียกว่าค่าคงที่สมดุล.

สัญกรณ์ [] หมายความว่าในการแสดงออกทางคณิตศาสตร์ความเข้มข้นที่ปรากฏในหน่วย mol / L ยกกำลังเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ปฏิกิริยา.

ดัชนี

• 1 กฎของการกระทำโดยรวมคืออะไร??
  • 1.1 ความหมายของค่าคงที่สมดุล
• 2 ดุลยภาพทางเคมี
  • 2.1 ยอดคงเหลือในระบบต่างกัน
  • 2.2 การชดเชยความสมดุล
• 3 หลักการของ Le Chatelier
• 4 การใช้งาน
• 5 ตัวอย่างของกฎแห่งการกระทำ
• 6 กฎการกระทำโดยรวมในเภสัชวิทยา
• 7 ข้อ จำกัด
• 8 อ้างอิง

กฎของการกระทำโดยรวมคืออะไร??

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้กฎของการกระทำโดยรวมแสดงให้เห็นว่าความเร็วของปฏิกิริยาที่ได้นั้นจะแปรผันตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้นซึ่งความเข้มข้นของแต่ละชนิดจะเพิ่มขึ้นเป็นพลังงานเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ ปริมาณสารสัมพันธ์ในสมการทางเคมี.

ในแง่นี้มันสามารถอธิบายได้ดีขึ้นโดยมีปฏิกิริยาย้อนกลับซึ่งมีสมการทั่วไปแสดงไว้ด้านล่าง

aA + bB ↔ cC + dD

โดยที่ A และ B เป็นตัวแทนของสารตั้งต้นและสารที่กำหนด C และ D เป็นตัวแทนของผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา นอกจากนี้ค่าของ a, b, c และ d ยังแสดงถึงค่าสัมประสิทธิ์ stoichiometric ของ A, B, C และ D ตามลำดับ.

เริ่มต้นจากสมการก่อนหน้านี้เราได้รับค่าคงตัวสมดุลที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ซึ่งมีภาพประกอบเป็น:

K = [C]^ค[D]^d/ [A]^{ไปยัง}[b]^ข

ในกรณีที่ค่าคงที่สมดุล K เท่ากับความฉลาดหารด้วยตัวเศษประกอบขึ้นจากการคูณของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ (ที่สถานะคงที่) ยกเป็นสัมประสิทธิ์ของพวกเขาในสมการสมดุลและตัวหารประกอบด้วยการคูณที่คล้ายกัน แต่ระหว่างสารตั้งต้นที่เพิ่มขึ้นกับค่าสัมประสิทธิ์ที่มาพร้อมกับพวกเขา.

ความหมายของค่าคงที่สมดุล

ควรสังเกตว่าในสมการเพื่อคำนวณค่าคงที่สมดุลควรใช้ความเข้มข้นของสปีชีส์ในสมดุลตราบใดที่ไม่มีการดัดแปลงค่าเหล่านี้หรืออุณหภูมิของระบบ.

ในทำนองเดียวกันคุณค่าของค่าคงที่สมดุลให้ข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึกที่ได้รับการสนับสนุนในปฏิกิริยาในภาวะสมดุลนั่นคือมันจะแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยานั้นเป็นที่นิยมต่อสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์.

ในกรณีที่ขนาดของค่าคงที่นี้มีขนาดใหญ่กว่าหน่วย (K "1) สมดุลจะเอียงไปทางขวาและจะให้ประโยชน์แก่ผลิตภัณฑ์ในขณะที่ถ้าขนาดของค่าคงที่นี้มีขนาดเล็กกว่าหน่วย (K "1) ความสมดุลจะเอียงไปทางซ้ายและจะชื่นชอบสารตั้งต้น.

ยิ่งไปกว่านั้นแม้ว่าโดยการประชุมจะระบุว่าสารที่อยู่ทางด้านซ้ายของลูกศรเป็นสารตั้งต้นและสารที่อยู่ทางด้านขวาเป็นผลิตภัณฑ์ แต่อาจสร้างความสับสนเล็กน้อยว่าสารตั้งต้นที่มาจากปฏิกิริยาใน ความรู้สึกตรงเกิดขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ในปฏิกิริยาในทิศทางตรงกันข้ามและในทางกลับกัน.

สมดุลทางเคมี

บ่อยครั้งที่ปฏิกิริยาเกิดความสมดุลระหว่างปริมาณของสารเริ่มต้นกับสารที่เกิดขึ้น ความสมดุลนี้ยังสามารถแทนที่ด้วยการสนับสนุนการเพิ่มหรือลดของหนึ่งในสารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา.

เหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นในการแยกตัวของสารที่ละลาย: ระหว่างปฏิกิริยาการหายไปของสารเริ่มต้นและการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ด้วยความเร็วตัวแปรสามารถสังเกตได้จากการทดลอง.

ความเร็วของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและระดับความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ต่างกัน ในความเป็นจริงปัจจัยเหล่านี้มีการศึกษาโดยเฉพาะอย่างยิ่งจลนพลศาสตร์เคมี.

อย่างไรก็ตามความสมดุลนี้ไม่คงที่ แต่มาจากการอยู่ร่วมกันของปฏิกิริยาโดยตรงและสิ่งที่ตรงกันข้าม.

ในปฏิกิริยาโดยตรง (->) ผลิตภัณฑ์จะเกิดขึ้นในขณะที่ปฏิกิริยาย้อนกลับ (<-) estos vuelven a originar las sustancias iniciales.

ข้างต้นถือเป็นสิ่งที่เรียกว่าสมดุลแบบไดนามิกดังกล่าวข้างต้น.

สมดุลในระบบต่างกัน

ในระบบที่แตกต่างกัน - นั่นคือในรูปแบบที่เกิดขึ้นจากหลายขั้นตอน - ความเข้มข้นของของแข็งสามารถพิจารณาได้อย่างคงที่โดยไม่ต้องแสดงออกทางคณิตศาสตร์สำหรับ K.

แคลเซียมคาร์บอเนต₃(S) <=> CaO + +₂(G)

ดังนั้นในการย่อยสลายสมดุลของแคลเซียมคาร์บอเนตความเข้มข้นของมันและของออกไซด์ที่เกิดขึ้นสามารถพิจารณาได้อย่างคงที่โดยไม่คำนึงถึงมวลของมัน.

ยอดคงเหลือกะ

ค่าตัวเลขของค่าคงที่สมดุลกำหนดว่าปฏิกิริยาตอบสนองการก่อตัวของผลิตภัณฑ์หรือไม่ เมื่อ K มากกว่า 1 ระบบสมดุลจะมีความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์สูงกว่ารีเอเจนต์และถ้า K น้อยกว่า 1 จะเกิดการตรงกันข้าม: ในสมดุลจะมีความเข้มข้นของสารตั้งต้นมากกว่าในผลิตภัณฑ์.

จุดเริ่มต้นของ Le Chatelier

อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นอุณหภูมิและความดันสามารถเปลี่ยนแปลงความเร็วของปฏิกิริยา.

ตัวอย่างเช่นหากเกิดผลิตภัณฑ์ก๊าซปฏิกิริยาการเพิ่มขึ้นของแรงดันในระบบทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อไปในทิศทางตรงกันข้าม (ไปยังสารตั้งต้น).

โดยทั่วไปแล้วปฏิกิริยาอนินทรีย์ที่เกิดขึ้นระหว่างไอออนนั้นเร็วมากในขณะที่สารอินทรีย์นั้นมีความเร็วต่ำกว่ามาก.

หากปฏิกิริยาเกิดความร้อนการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายนอกมีแนวโน้มที่จะปรับทิศทางไปในทิศทางตรงกันข้ามเนื่องจากปฏิกิริยาย้อนกลับคือการดูดความร้อน (ดูดความร้อน).

ในทำนองเดียวกันหากส่วนเกินเกิดจากหนึ่งในสารตั้งต้นภายในระบบในสภาวะสมดุลสารอื่น ๆ จะสร้างผลิตภัณฑ์เพื่อต่อต้านการปรับเปลี่ยนนี้ให้มากที่สุด.

เป็นผลให้สมดุลเคลื่อนที่ไปทางเดียวหรืออื่น ๆ โดยการเพิ่มความเร็วในการตอบสนองเพื่อให้ค่า K ยังคงที่.

อิทธิพลภายนอกทั้งหมดเหล่านี้และการตอบสนองสมดุลเพื่อต่อต้านพวกเขาคือสิ่งที่เรียกว่าหลักการ Le Chatelier.

การใช้งาน

แม้จะมียูทิลิตี้ขนาดใหญ่เมื่อมีการเสนอกฎหมายฉบับนี้ แต่ก็ไม่ได้มีผลกระทบหรือความเกี่ยวข้องที่ต้องการในชุมชนวิทยาศาสตร์.

อย่างไรก็ตามจากศตวรรษที่ยี่สิบบนมันได้รับการอื้อฉาวขอบคุณความจริงที่ว่านักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ William Esson และ Vernon Harcourt เอามันกลับมาหลายทศวรรษหลังจากการประกาศใช้.

กฎของการกระทำโดยรวมมีการใช้งานจำนวนมากเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งเป็นเหตุผลที่บางคนระบุไว้ด้านล่าง:

• เมื่อกำหนดในรูปแบบของกิจกรรมแทนที่จะเป็นความเข้มข้นจะมีประโยชน์ในการพิจารณาการเบี่ยงเบนของพฤติกรรมอุดมคติของสารตั้งต้นในสารละลายตราบใดที่มันสอดคล้องกับอุณหพลศาสตร์.
• เมื่อปฏิกิริยาเข้าสู่สภาวะสมดุลความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยาสุทธิกับพลังงานอิสระของกิ๊บส์นั้นสามารถทำนายได้ทันที.
• เมื่อรวมกับหลักการของดุลยภาพที่มีรายละเอียดโดยทั่วไปแล้วกฎนี้จะมองเห็นค่าที่เกิดขึ้นตามอุณหพลศาสตร์ของกิจกรรมและค่าคงที่ในสภาวะสมดุลเช่นเดียวกับความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่ความเร็วกับผลลัพธ์ ปฏิกิริยาในความรู้สึกตรงไปในทิศทางตรงกันข้าม.
• เมื่อปฏิกิริยาเป็นชนิดพื้นฐานเมื่อใช้กฎนี้สมการของสมดุลที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยาเคมีบางอย่างและการแสดงออกของความเร็วจะได้รับ.

ตัวอย่างของกฎแห่งการกระทำ

-เมื่อศึกษาปฏิกิริยาที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ระหว่างไอออนที่อยู่ในสารละลายการแสดงออกทั่วไปของกฎนี้จะนำไปสู่การกำหนดBrönsted-Bjerrum ซึ่งกำหนดความสัมพันธ์ที่มีอยู่ระหว่างความแข็งแรงของไอออนของสายพันธุ์และความเร็วคงที่.

-เมื่อวิเคราะห์ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายอุดมคติที่เจือจางหรืออยู่ในสถานะของการรวมตัวของก๊าซการแสดงออกทั่วไปของกฎหมายดั้งเดิมนั้นได้รับ (ทศวรรษที่ 80).

-เนื่องจากมันมีคุณสมบัติสากลจึงสามารถใช้การแสดงออกทั่วไปของกฎหมายนี้เป็นส่วนหนึ่งของจลนพลศาสตร์แทนการมองว่ามันเป็นส่วนหนึ่งของอุณหพลศาสตร์.

-เมื่อใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กฎหมายนี้ใช้เพื่อพิจารณาว่าการคูณระหว่างความหนาแน่นของหลุมและอิเล็กตรอนของพื้นผิวที่กำหนดมีขนาดคงที่ในสถานะคงที่แม้จะเป็นอิสระจากยาสลบที่ให้กับวัสดุ.

-เป็นที่ทราบกันอย่างกว้างขวางว่าการใช้กฎหมายนี้เพื่ออธิบายพลวัตที่มีอยู่ระหว่างผู้ล่าและเหยื่อโดยสมมติว่าความสัมพันธ์ปล้นสะดมกับเหยื่อนั้นมีสัดส่วนที่แน่นอนกับความสัมพันธ์ระหว่างผู้ล่าและเหยื่อ.

-ในสาขาการศึกษาด้านสุขภาพกฎหมายนี้ยังสามารถนำมาใช้เพื่ออธิบายปัจจัยบางประการของพฤติกรรมมนุษย์จากมุมมองทางการเมืองและสังคม.

กฎหมายของการกระทำโดยรวมในเภสัชวิทยา

สมมติว่า D เป็นตัวยาและตัวรับ R ซึ่งทำหน้าที่ทั้งตอบสนองต่อการสร้าง DR complex ซึ่งมีผลทางเภสัชวิทยา:

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

K คือค่าคงที่การแยกตัว มีปฏิกิริยาโดยตรงที่ยาจะทำหน้าที่กับตัวรับและอีกตัวหนึ่งซึ่งสาร DR ซับซ้อนแยกตัวออกมาเป็นสารประกอบดั้งเดิม แต่ละปฏิกิริยามีความเร็วของตัวเองเท่ากับความสมดุลเท่านั้นทำให้ K พอใจ.

การตีความกฎหมายจำนวนมากไปยังจดหมายยิ่งความเข้มข้นของ D สูงขึ้นเท่าใดความเข้มข้นของ DR คอมเพล็กซ์ก็ยิ่งสูงขึ้น.

อย่างไรก็ตามตัวรับทั้งหมด Rt มีข้อ จำกัด ทางกายภาพดังนั้นจึงไม่ จำกัด จำนวน R สำหรับ D ที่มีทั้งหมด ในทำนองเดียวกันการศึกษาทดลองในพื้นที่ของเภสัชวิทยาได้พบข้อ จำกัด ต่อกฎหมายมวลชนในสาขานี้:

- สมมติว่าลิงค์ R-D สามารถย้อนกลับได้ในกรณีส่วนใหญ่มันจะไม่เป็นเช่นนั้น.

- พันธะ R-D สามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหนึ่งในสององค์ประกอบ (ยาหรือตัวรับ) สถานการณ์ที่ไม่พิจารณากฎมวล.

- นอกจากนี้กฎมวลชนจะอ่อนตัวลงก่อนที่ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นซึ่งตัวกลางหลายตัวกลางเข้ามาแทรกแซงในการก่อตัวของ DR.

ข้อ จำกัด

กฎของการกระทำโดยรวมถือว่าปฏิกิริยาเคมีทุกอย่างเป็นพื้นฐาน กล่าวอีกนัยหนึ่งว่าโมเลกุลก็เหมือนกับปฏิกิริยาตามลำดับสำหรับแต่ละสปีชีส์ที่เกี่ยวข้อง.

นี่คือค่าสัมประสิทธิ์ stoichiometric a, b, c และ d ถือเป็นจำนวนของโมเลกุลที่เข้ามาแทรกแซงในกลไกการเกิดปฏิกิริยา อย่างไรก็ตามในปฏิกิริยาระดับโลกสิ่งเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องตรงกับคำสั่งซื้อของคุณ.

ตัวอย่างเช่นสำหรับปฏิกิริยาต่อ A + bB <=> cC + dD:

การแสดงออกของความเร็วสำหรับปฏิกิริยาโดยตรงและผกผันคือ:

k₁= [A]^{ไปยัง}[b]^ข

k₂= [C]^ค[D]^d

สิ่งนี้ใช้กับปฏิกิริยาเบื้องต้นเท่านั้นเนื่องจากปฏิกิริยาทั่วโลกถึงแม้ว่าค่าสัมประสิทธิ์ของปริมาณสารสัมพันธ์นั้นถูกต้อง สำหรับกรณีที่เกิดปฏิกิริยาโดยตรงสิ่งหลังอาจเป็น:

k₁= [A]^W[b]^Z

ในการแสดงออกดังกล่าว w และ z จะเป็นคำสั่งปฏิกิริยาที่แท้จริงสำหรับสปีชีส์ A และ B.

การอ้างอิง

1. เจฟฟรีย์อารอนสัน (19 พฤศจิกายน 2558) กฎแห่งชีวิต: กฎแห่งการกระทำของมวลชนและ Guldberg สืบค้นเมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 2018 จาก: cebm.net
2. ScienceHQ (2018) กฎแห่งการกระทำโดยรวม สืบค้นเมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 2018 จาก: sciencehq.com
3. askiitans (2018) กฎแห่งมวลชนและค่าคงที่สมดุล สืบค้นเมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 2018 จาก: askiitians.com
4. สารานุกรมวิทยาศาสตร์ของ Salvat (1968) เคมี เล่มที่ 9, Salvat S.A. รุ่น Pamplona ประเทศสเปน หน้า 13-16.
5. วอลเตอร์เจมัวร์ (1963) เคมีเชิงฟิสิกส์ ใน อุณหพลศาสตร์และสมดุลเคมี. (ฉบับที่สี่) Longmans หน้า 169.
6. Alex Yartsev (2018) กฎของการกระทำโดยรวมในเภสัชศาสตร์ สืบค้นเมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 2018 จาก: derangedphysiology.com