Mga proseso ng redox at mga sistema ng redox sa alak - mga proseso ng oksihenasyon at pagbabawas sa mga alak. Reversible redox system Reversible redox system
Ang isang natatanging tampok ng mga reaksyon ng redox ay ang paglipat ng mga electron sa pagitan ng mga tumutugon na mga particle - mga ions, atoms, molekula at mga complex, bilang isang resulta kung saan nagbabago ang estado ng oksihenasyon ng mga particle na ito, halimbawa
Fe2+? e? = Fe3+.
Dahil ang mga electron ay hindi maaaring maipon sa isang solusyon, dalawang proseso ang dapat maganap nang sabay-sabay - pagkalugi at mga nadagdag, ibig sabihin, ang proseso ng oksihenasyon ng ilan at pagbabawas ng iba pang mga particle. Kaya, ang anumang redox na reaksyon ay maaaring palaging kinakatawan bilang dalawang kalahating reaksyon:
aOx1 + bRed2 = aRed1 + bOx2
Ang panimulang particle at ang produkto ng bawat kalahating reaksyon ay bumubuo ng isang redox na pares o sistema. Sa mga kalahating reaksyon sa itaas, ang Red1 ay pinagsama sa Ox1 at ang Ox2 ay pinagsama sa Red1.
Hindi lamang mga particle sa solusyon, kundi pati na rin ang mga electrodes ay maaaring kumilos bilang mga donor o acceptor ng elektron. Sa kasong ito, ang redox reaction ay nangyayari sa electrode-solution interface at tinatawag na electrochemical.
Ang mga reaksiyong redox, tulad ng lahat ng mga reaksiyong kemikal, ay mababaligtad sa ilang lawak. Ang direksyon ng mga reaksyon ay tinutukoy ng ratio ng mga katangian ng electron-donor ng mga bahagi ng sistema ng isang redox half-reaksyon at ang mga katangian ng electron-acceptor ng pangalawa (sa kondisyon na ang mga salik na nakakaapekto sa equilibrium shift ay pare-pareho). Ang paggalaw ng mga electron sa panahon ng isang redox na reaksyon ay humahantong sa isang potensyal. Kaya, ang potensyal, na sinusukat sa volts, ay nagsisilbing sukatan ng kakayahan ng redox ng isang tambalan.
Upang mabilang ang oxidative (reductive) na mga katangian ng system, ang isang elektrod na gawa sa isang chemically inert na materyal ay inilubog sa solusyon. Sa hangganan ng bahagi, nangyayari ang isang proseso ng pagpapalitan ng elektron, na humahantong sa paglitaw ng isang potensyal na isang function ng aktibidad ng elektron sa solusyon. Ang halaga ng potensyal ay mas malaki, mas mataas ang kakayahang mag-oxidizing ng solusyon.
Ang ganap na halaga ng potensyal ng sistema ay hindi masusukat. Gayunpaman, kung ang isa sa mga sistema ng redox ay pinili bilang pamantayan, kung gayon posible na sukatin ang potensyal ng anumang iba pang sistema ng redox na nauugnay dito, anuman ang napiling walang malasakit na elektrod. Ang H+/H2 system ay pinili bilang pamantayan, ang potensyal nito ay ipinapalagay na zero.
kanin. isa.
1. Platinum elektrod.
2. Ibinibigay ang hydrogen gas.
3. Isang acid solution (karaniwan ay HCl) kung saan ang konsentrasyon ng H+ = 1 mol/l.
4. Isang water seal na pumipigil sa pagpasok ng oxygen mula sa hangin.
5. Isang electrolytic bridge (binubuo ng isang puro solusyon ng KCl) na nagpapahintulot sa iyo na ikonekta ang ikalawang kalahati ng galvanic cell.
Ang potensyal ng anumang redox system, na sinusukat sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon laban sa isang hydrogen electrode, ay tinatawag na standard potential (E0) ng sistemang ito. Ang karaniwang potensyal ay itinuturing na positibo kung ang sistema ay kumikilos bilang isang ahente ng oxidizing at isang oxidation half-reaksyon ay nangyayari sa hydrogen electrode:
o negatibo kung ang sistema ay gumaganap ng papel ng isang ahente ng pagbabawas, at isang pagbawas sa kalahating reaksyon ay nangyayari sa hydrogen electrode:
Ang ganap na halaga ng karaniwang potensyal ay nagpapakilala sa "lakas" ng ahente ng oxidizing o ahente ng pagbabawas.
Ang standard potential - isang thermodynamic standardized value - ay isang napakahalagang physicochemical at analytical na parameter na ginagawang posible upang suriin ang direksyon ng kaukulang reaksyon at kalkulahin ang mga aktibidad ng mga tumutugon na particle sa ilalim ng mga kondisyon ng equilibrium.
Upang makilala ang sistema ng redox sa ilalim ng mga tiyak na kondisyon, ang konsepto ng tunay (pormal) potensyal na E0 "ay ginagamit, na tumutugma sa potensyal na itinatag sa elektrod sa partikular na solusyon na ito kapag ang mga paunang konsentrasyon ng na-oxidized at nabawasan na mga anyo ng potensyal na pagtukoy. Ang mga ion ay katumbas ng 1 mol / l at ang nakapirming konsentrasyon ng lahat ng iba pang solusyon sa mga sangkap.
Mula sa isang analytical na pananaw, ang mga tunay na potensyal ay mas mahalaga kaysa sa karaniwang mga potensyal, dahil ang tunay na pag-uugali ng system ay natutukoy hindi ng pamantayan, ngunit sa pamamagitan ng tunay na potensyal, at ito ang huli na ginagawang posible upang mahulaan ang paglitaw ng isang redox na reaksyon sa ilalim ng mga partikular na kondisyon. Ang tunay na potensyal ng system ay nakasalalay sa kaasiman, ang pagkakaroon ng mga dayuhang ions sa solusyon, at maaaring mag-iba sa isang malawak na hanay.
Mayroong maraming data sa pagkakaroon ng isang malapit na kaugnayan sa pagitan ng proseso ng oksihenasyon ng D - lactate o isang artipisyal na substrate ng ascorbate phenazine methasulfate at ang transportasyon ng mga sugars, amino acid at ilang mga ions sa mga vesicle na artipisyal na nakuha mula sa mga lamad ng cell. E. coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas putida, Proteus mirabilis, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Micrococcus denitrificans, Mycobacterium phlei, Staphylococcus aureus.
Ang mga substrate na maaaring magamit nang may iba't ibang kahusayan sa mga redox system ay kinabibilangan din ng α-glycerophosphate at mas madalas na L-lactate, DL-α-hydroxybutyrate at kahit na formate.
Ang mga asukal tulad ng β - galactosides, galactose, arabinose, glucose - 6 - phosphate, gluconate at glucuronate, lahat ng natural na amino acid, maliban sa glutamine (at, posibleng, aspargine), arginine, methionine at ornithine, pati na rin ang mga cations ay dinadala ng mekanismong ito.K + at Rb + .
Bagaman ang mga mekanismo ng naturang transportasyon ay hindi pa ganap na nalutas, malamang na ang mga proton ay nabuo sa panahon ng pagpapatakbo ng oxidative system. Ang isang potensyal na lamad ay lumitaw, malamang na ito ay nagsisilbing isang puwersang nagtutulak sa paglipat ng mga di-electrolytes.
Transportasyong bakal
E . coli K 12 ay may tatlong partikular na sistema para sa transportasyon ng bakal, at sa lahat ng kaso, ang mga panlabas na protina ng lamad ay may mahalagang papel sa transportasyon.
Ang Fe-citrate transport system ay na-induce sa pagkakaroon ng citrate, at isang bagong FecA protein receptor para sa Fe citrate ay lilitaw sa panlabas na lamad. Ang mas epektibo ay ang mga system na may kasamang microorganism-synthesized compounds na chelate iron. Naglalabas sila ng mga sangkap na nagpapalit ng bakal sa isang natutunaw na anyo. Ang mga sangkap na ito ay tinatawag siderophores. Binibigkis nila ang mga iron ions sa isang complex at dinadala ito sa form na ito; pangunahin nating pinag-uusapan ang mababang molekular na timbang na nalulusaw sa tubig na mga sangkap (na may molekular na timbang na mas mababa sa 1500), nagbubuklod na mga bono ng koordinasyon ng bakal na may mataas na pagtitiyak at mataas na pagkakaugnay (stability constant ng pagkakasunud-sunod ng 10 30). Sa pamamagitan ng kanilang kemikal na kalikasan, ang mga ito ay maaaring mga phenolate o hydroxamate. Ang Enterochelin ay kabilang sa una; mayroon itong anim na phenolic hydroxy group at itinago ng ilang enterobacteria. Kapag inilabas sa kapaligiran, ito ay nagbubuklod sa bakal, at ang nabuong ferri enterochelin ay nagbubuklod sa isang tiyak na protina ng panlabas na lamad, ang FepA, at pagkatapos ay hinihigop ng selula. Sa cell, ang iron ay inilabas bilang resulta ng enzymatic hydrolysis ng ferri-enterochilin. Bilang karagdagan, ang tambalang ito ay nakakapag-cleave ng Fe 2+ kahit na mula sa iron-containing proteins transferrin at lactoferrin. Ang synthesis ng FepA protein, pati na rin ang enterochelin, ay pinipigilan sa isang mataas na nilalaman ng dissolved iron sa medium.
panlabas na lamad E . coli mayroon din itong ferrichrome transport system. Ang mga mushroom ay may parehong sistema ng transportasyon. Ang Ferrichrome ay inuri bilang isang hydroxamate siderophore. Ito ay isang cyclic hexapeptide na nabuo ng tatlong glycine residues at tatlong β-N-acetyl-L-β-hydroxyornithine residues. Ang Ferrichrome ay bumubuo ng isang matatag na complex na may mga ferric ions. E . coli , bagaman hindi ito mismo ang bumubuo ng ferrichrome, mayroon itong isang napaka-espesipikong sistema ng transportasyon nito, kung saan ang panlabas na lamad na protina na FhuA ay nakikibahagi. Sa proseso ng transportasyon, ang bakal ay nabawasan at ang ferrichrome ay binago (acetylated), bilang isang resulta kung saan nawawala ang pagkakaugnay nito para sa bakal, at ito ay inilabas sa cytoplasm.
Ang isang katulad na function ay ginagawa ng ferrioxamines (sa actinomycetes), mycobactins (sa mycobacteria) at exochelins (din sa mycobacteria).
Pahina 4 ng 8
REDOX PROCESSES AT REDOX SYSTEMS SA ALAK
Pangkalahatang impormasyon tungkol sa mga proseso ng redox
Ang isang sangkap ay na-oxidized kapag ito ay nagbubuklod ng oxygen o nagbibigay ng hydrogen; halimbawa, kapag ang sulfur S ay sinunog, ang sulfur dioxide SO 2 ay nabuo, kapag ang sulfurous acid H 2 SO3 ay na-oxidized, ang sulfuric acid H5SO4 ay nabuo, at kapag ang hydrogen sulfide H 2 S ay na-oxidized, ang sulfur S; kapag ang ferrous sulfate ay na-oxidized sa pagkakaroon ng acid, ang ferric sulfate ay nabuo
4FeSO„ + 2H 2 SO4 + 02 \u003d 2Fe2 (SO4) 3 + 2H20.
o sa panahon ng agnas ng divalent sulfate sa isang anion SO ~ h, ang Fe ++ cation ay nakuha
4Fe++ + 6SO "+ 4H+ + 02 = 4Fe+++ + + 6SO~~ + 2H 2 0,
o, pagbabawas ng mga anion na hindi nakikilahok sa reaksyon, hanapin
4Fe++ + 4H+ + 02 = 4Fe+++ + 2H20.
Ang huling reaksyon ay magkapareho sa kaso ng oksihenasyon ng isa pang ferrous salt; hindi ito nakasalalay sa likas na katangian ng anion. Samakatuwid, ang oksihenasyon ng isang ferrous ion sa isang ferric ion ay upang mapataas ang positibong singil nito sa gastos ng hydrogen ion, na nawawala ang singil nito upang bumuo ng isang hydrogen atom, na pinagsama sa oxygen upang magbigay ng tubig. Bilang isang resulta, ang oksihenasyon na ito ay humahantong sa isang pagtaas sa positibong singil ng cation, o, katumbas nito, isang pagbawas sa negatibong singil ng anion. Halimbawa, ang oksihenasyon ng hydrogen sulfide H 2 S ay binubuo sa conversion ng sulfur ion S sa sulfur (S). Sa katunayan, sa parehong mga kaso, mayroong pagkawala ng mga negatibong singil sa kuryente o mga electron.
Sa kaibahan, kapag ang x ay nabawasan, ang positibong singil ng cation ay bumababa o ang negatibong singil ng anion ay tumataas. Halimbawa, sa nakaraang reaksyon, masasabi ng isa na mayroong pagbawas ng H+ ion sa atomic hydrogen H at sa reverse direction ng reaksyon, nangyayari ang pagbabawas ng Fe+++ ion sa Fe++ ion. Kaya, ang pagbabawas ay nabawasan sa isang pagtaas sa bilang ng mga electron.
Gayunpaman, pagdating sa oksihenasyon ng mga organikong molekula, ang terminong "oksihenasyon" ay nagpapanatili ng kahulugan nito ng pagbabago ng isang molekula sa isa pa o isang kumbinasyon ng iba na mas mayaman sa oxygen o hindi gaanong mayaman sa hydrogen. Ang pagbawi ay isang baligtad na proseso, halimbawa, ang oksihenasyon ng alkohol CH3-CH2OH sa aldehyde CH3-CHO, pagkatapos ay sa acetic acid CH3-COOH:
-2N +N,0-2N
CH3-CH2OH -> CH3-CHO -->
-> CH3-COOH.
Ang mga proseso ng oksihenasyon ng mga organikong molekula sa cell, na patuloy na nakatagpo sa biological chemistry at microbiology, ay madalas na nangyayari sa pamamagitan ng dehydrogenation. Ang mga ito ay pinagsama sa mga proseso ng pagbabawas at bumubuo ng mga proseso ng redox, halimbawa, oksihenasyon sa panahon ng pagbuburo ng alkohol sa pagitan ng glycerol at acetaldehyde, na na-catalyze ng codehydrase at humahantong sa alkohol:
CH2OH-CHOH-CHO + CH3-CHO + H20 - + CH2OH-CHOH-COOH + CH3-CH2OH.
Narito ang pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang hindi maibabalik na proseso ng redox, na, gayunpaman, ay maaaring maging mababalik sa pagkakaroon ng isang katalista, tulad ng ipapakita sa ibaba. Isang halimbawa ng pagbabawas ng oksihenasyon sa pamamagitan ng pagpapalitan ng elektron at nababaligtad kahit na walang anumang katalista ay ang ekwilibriyo
Fe+++ + Cu+ Fe++ + Cu++.
Ito ay ang kabuuan ng dalawang elementarya na reaksyon na ibinibigay ng isang elektron
Fe++++e Fe++ at Cu+ Cu++ + e.
Ang mga elementarya na mababaligtad na reaksyon ay bumubuo ng mga redox system o redox system.
Direkta silang interesado sa oenology. Sa katunayan, sa isang banda, tulad ng ipinakita, ang mga Fe++ at Cu+ ions ay auto-oxidizable, ibig sabihin, direkta silang na-oxidized, nang walang katalista, sa pamamagitan ng dissolved molecular oxygen, at ang mga oxidized form ay maaaring muling mag-oxidize ng iba pang mga substance, samakatuwid, ang mga sistemang ito ay bumubuo ng mga katalista ng oksihenasyon. Sa kabilang banda, ang mga ito ay mga ahente ng turbidity, na palaging mapanganib mula sa punto ng view ng pagsasagawa ng winemaking, at ito ang pangyayari na malapit na nauugnay sa kanilang kakayahang lumipat mula sa isang valence patungo sa isa pa.
Ang pangkalahatang pananaw ng isang ionized redox system, ibig sabihin, nabuo sa solusyon sa pamamagitan ng positibo o negatibong sisingilin na mga ion, ay maaaring ipahayag bilang mga sumusunod:
Pula \u003d 5 ± Ox + e (o ne).
Isang pangkalahatang pagtingin sa isang organikong redox system kung saan ang paglipat ng isang nabawasan sa oxidized na bahagi ay nangyayari sa pamamagitan ng paglabas ng hydrogen, hindi ng mga electron:
Pula * Ox + H2.
Dito ang Red at Ox ay kumakatawan sa mga molecule na walang electric charges. Ngunit sa pagkakaroon ng isang katalista, halimbawa, ang isa sa mga sistemang redox na ipinakita sa itaas o ilang mga enzyme ng selula, ang H,2 ay nasa equilibrium kasama ng mga ion nito at bumubuo ng isang sistemang redox ng unang uri.
H2 *± 2H+ + 2e,
kung saan, pagbubuod ng dalawang reaksyon, nakukuha natin ang ekwilibriyo
Pula * Ox + 2H+ + 2e.
Kaya, dumating tayo sa isang anyo na katulad ng sa mga ionized system na naglalabas ng mga electron nang sabay-sabay sa pagpapalitan ng hydrogen. Samakatuwid, ang mga sistemang ito, tulad ng mga nauna, ay electroactive.
Imposibleng matukoy ang ganap na potensyal ng system; masusukat lamang ng isa ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang redox system:
Redi + Ox2 * Red2 + Oxj.
Ang pagpapasiya at pagsukat ng potensyal na redox ng isang solusyon tulad ng alak ay batay sa prinsipyong ito.
Pag-uuri ng mga sistema ng redox
Upang mas mahusay na isaalang-alang ang mga redox system ng alak at maunawaan ang kanilang papel, ipinapayong gamitin ang pag-uuri ng Wurmser, na naghahati sa kanila sa tatlong grupo:
1) direktang mga electroactive substance, na sa solusyon, kahit na nag-iisa, direktang nagpapalitan ng mga electron na may isang inert electrode na gawa sa platinum, na tumatanggap ng isang mahusay na tinukoy na potensyal. Ang mga nakahiwalay na sangkap na ito ay bumubuo ng mga redox system.
Kabilang dito ang: a) mga heavy metal ions na bumubuo sa mga sistemang Cu++/Cu+ at Fe++/Fe+++; b) maraming tina, ang tinatawag na redox dyes, na ginagamit para sa colorimetric na pagtukoy ng potensyal na redox; c) riboflavin, o bitamina Bg, at dehydrogenases, kung saan ito ay kasama (dilaw na enzyme), na nakikilahok sa cellular respiration sa mga ubas o sa yeast sa aerobiosis. Ang mga ito ay mga auto-oxidizing system, ibig sabihin, sa pagkakaroon ng oxygen, kumuha sila ng isang oxidized form. Walang katalista ang kinakailangan para sa kanilang oksihenasyon na may oxygen;
2) mga sangkap na may mahinang aktibidad ng kuryente na hindi tumutugon o mahina ang reaksyon sa isang platinum electrode at hindi nakapag-iisa na nagbibigay ng mga kondisyon para sa balanse, ngunit nagiging electroactive kapag sila ay nasa solusyon sa pagkakaroon ng mga sangkap ng unang pangkat sa napakababang konsentrasyon at sa ang kasong ito ay nagbibigay ng tiyak na potensyal. Ang mga sangkap ng pangalawang pangkat ay tumutugon sa una, na nagpapagana sa kanilang redox na pagbabago at ginagawang mababalik ang mga hindi maibabalik na sistema. Dahil dito, ginagawang posible ng redox dyes na pag-aralan ang mga sangkap ng pangkat na ito, matukoy ang normal na potensyal para sa kanila, at uriin ang mga ito. Katulad nito, ang pagkakaroon ng iron at copper ions sa alak ay gumagawa ng mga system electroactive na, kapag ihiwalay, ay hindi redox system.
Kabilang dito ang: a) mga substance na may enol function na may double bond (-SON = COH-), sa equilibrium na may di-ketone function (-CO-CO-), halimbawa, bitamina C, o ascorbic acid, reductones, dihydroxymaleic-bagong acid; b) cytochromes, na gumaganap ng isang pangunahing papel sa cellular respiration sa parehong mga halaman at hayop;
3) mga electroactive substance sa pagkakaroon ng diastases. Ang kanilang dehydrogenation ay na-catalyzed ng mga dehydrogenases, na ang papel ay upang matiyak ang paglipat ng hydrogen mula sa isang molekula patungo sa isa pa. Sa pangkalahatan, ang mga sistemang ito ay binibigyan ng electroactivity na posibleng taglay nila sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga catalyst sa medium na nagbibigay ng redox transformations; pagkatapos ay lumikha sila ng mga kondisyon para sa redox equilibrium at isang tiyak na potensyal.
Ang mga ito ay mga sistema ng lactic acid - pyruvic acid sa pagkakaroon ng isang autolysate ng lactic bacteria, na nagdadala sa redox equilibrium CH3-CHOH-COOH at CH3-CO-COOH - isang sistema na kasangkot sa lactic acid fermentation; ethanol - ethanal, na tumutugma sa paglipat ng aldehyde sa alkohol sa proseso ng alkohol na pagbuburo, o ang butanediol - acetoin system. Ang mga huling sistema ay hindi nauugnay para sa alak mismo, bagaman maaari itong ipalagay na ang alak ay maaaring maglaman ng mga dehydrase sa kawalan ng mga microbial cell, ngunit ang mga ito ay mahalaga para sa alkohol o lactic acid fermentation, gayundin para sa natapos na alak na naglalaman ng mga buhay na selula. . Ipinaliwanag nila, halimbawa, ang pagbabawas ng ethanal sa pagkakaroon ng lebadura o bakterya, isang katotohanan na kilala sa mahabang panahon.
Para sa lahat ng mga oxidizing o pagbabawas ng mga sangkap na ito ay posible upang matukoy ang redox potensyal, normal o posible, kung saan ang sistema ay kalahating oxidized at kalahati nabawasan. Ito ay nagpapahintulot sa kanila na maiuri sa pagkakasunud-sunod ng pag-oxidizing o pagbabawas ng lakas. Posible rin na mahulaan nang maaga kung anong anyo (na-oxidized o binawasan) ang isang ibinigay na sistema sa isang solusyon na may kilalang potensyal na redox; hulaan ang mga pagbabago sa nilalaman ng dissolved oxygen; tukuyin ang mga sangkap na na-oxidized o nababawasan muna. Ang isyung ito ay sapat na sakop sa seksyong "Ang konsepto ng potensyal na redox".
Tukuyin ang mga reaksyon intermolecular, intramolecular at self-oxidation-self-healing (o disproportionation):
Kung ang oxidizing at reducing agent ay ang mga elementong bumubuo sa komposisyon magkaiba compounds, ang reaksyon ay tinatawag intermolecular.
Halimbawa: Na 2 S O 3 + O 2 Na 2 KAYA 4
sun-ok-l
Kung ang ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas ay mga elemento na bumubuo sa parehong tambalan, kung gayon ang reaksyon ay tinatawag na intramolecular.
Halimbawa: ( N H4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + H 2 O.
v-l o-l
Kung ang oxidizing agent at reducing agent ay ang parehong elemento habang ang ilan sa mga atomo nito ay na-oxidized, at ang isa ay nabawasan, pagkatapos ay tinatawag ang reaksyon self-oxidation-self-healing.
Halimbawa: H 3 P O 3 H 3 P O4+ P H3
v-l / o-l
Ang ganitong pag-uuri ng mga reaksyon ay lumalabas na maginhawa sa pagtukoy ng mga potensyal na oxidizing at pagbabawas ng mga ahente sa mga ibinigay na sangkap.
4 Pagpapasiya ng posibilidad ng redox
mga reaksyonayon sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento
Ang isang kinakailangang kondisyon para sa pakikipag-ugnayan ng mga sangkap sa uri ng redox ay ang pagkakaroon ng isang potensyal na ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas. Ang kanilang kahulugan ay tinalakay sa itaas, ngayon ay ipapakita namin kung paano ilapat ang mga katangiang ito upang pag-aralan ang posibilidad ng isang redox reaksyon (para sa mga may tubig na solusyon).
Mga halimbawa
1) HNO 3 + PbO 2 ... - hindi napupunta ang reaksyon, dahil Hindi
o–l o–l potensyal na ahente ng pagbabawas;
2) Zn + KI ... - hindi nagaganap ang reaksyon, dahil Hindi
v–l v–l potensyal na ahente ng oxidizing;
3) KNO 2 + KBiO 3 + H 2 SO 4 ...- ang reaksyon ay posible kung sa parehong oras
v-l o-l KNO 2 ay magiging ahente ng pagbabawas;
4) KNO 2 + KI + H 2 SO 4 ... - ang reaksyon ay posible kung sa parehong oras
Ang o - l in - l KNO 2 ay magiging isang oxidizing agent;
5) KNO 2 + H 2 O 2 ... - ang reaksyon ay posible kung kasabay nito
c - l o - l H 2 O 2 ay magiging isang oxidizing agent, at KNO 2
Ang ahente ng pagbabawas (o kabaligtaran);
6) KNO 2 ... - posibleng reaksyon
o - l / in - l disproportionation
Ang pagkakaroon ng potensyal na oxidizing agent at reducing agent ay isang kinakailangan ngunit hindi sapat na kondisyon para magpatuloy ang reaksyon. Kaya, sa mga halimbawang isinaalang-alang sa itaas, tanging sa ikalimang isa ay masasabing isa sa dalawang posibleng reaksyon ang magaganap; sa ibang mga kaso, kailangan ng karagdagang impormasyon: kung gagawin ng reaksyong ito energetically kapaki-pakinabang.
5 Ang pagpili ng oxidizing agent (reducing agent) gamit ang mga table ng electrode potentials. Pagpapasiya ng nangingibabaw na direksyon ng mga reaksyon ng redox
Kusang nagpapatuloy ang mga reaksyon, bilang resulta kung saan bumababa ang enerhiya ng Gibbs (G ch.r.< 0). Для окислительно–восстановительных реакций G х.р. = - nFE 0 , где Е 0 - разность стандартных электродных потенциалов окислительной и восстановительной систем (E 0 = E 0 ок. – E 0 восст.) , F - число Фарадея (96500 Кулон/моль), n - число электронов, участвующих в элементарной реакции; E часто называют ЭДС реакции. Очевидно, что G 0 х.р. < 0, если E 0 х.р. >0.
v–l o–l kumbinasyon ng dalawa
kalahating reaksyon:
Zn Zn 2+ at Cu 2+ Cu;
ang una, na kinabibilangan ng ahente ng pagbabawas(Zn) at ang oxidized form nito (Zn 2+) ay tinatawag pambawi sistema, ang pangalawa, kasama oxidizer(Cu 2+) at ang pinababang anyo nito (Cu), - oxidative sistema.
Ang bawat isa sa mga kalahating reaksyon na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng magnitude ng potensyal ng elektrod, na nagsasaad, ayon sa pagkakabanggit,
E ibalik = E 0 Zn 2+ / Zn at E approx. \u003d E 0 Cu 2+ / Cu.
Ang mga karaniwang halaga ng E 0 ay ibinibigay sa mga reference na libro:
E 0 Zn 2+ / Zn = - 0.77 V, E 0 Cu 2+ / Cu = + 0.34 V.
EMF =.E 0 = E 0 approx. – E 0 ibalik \u003d E 0 Cu 2+ / Cu - E 0 Zn 2+ / Zn \u003d 0.34 - (-0.77) \u003d 1.1V.
Malinaw, E 0 > 0 (at, ayon dito, G 0< 0), если E 0 ок. >E 0 ibalik , ibig sabihin. Ang redox reaction ay nagpapatuloy sa direksyon kung saan ang electrode potential ng oxidizing system ay mas malaki kaysa sa electrode potential ng reducing system.
Gamit ang pamantayang ito, posibleng matukoy kung aling reaksyon, direkta o baligtad, nagpapatuloy nang nakararami, pati na rin ang pumili ng oxidizing agent (o reducing agent) para sa isang naibigay na sangkap.
Sa halimbawa sa itaas, E 0 approx. > E 0 ibalik , samakatuwid, sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon, ang mga ion ng tanso ay maaaring bawasan ng metallic zinc (na tumutugma sa posisyon ng mga metal na ito sa serye ng electrochemical)
Mga halimbawa
1. Tukuyin kung posibleng i-oxidize ang mga iodide ions na may Fe 3+ ions.
Solusyon:
a) sumulat ng scheme ng posibleng reaksyon: I - + Fe 3+ I 2 + Fe 2+,
v-l o-l
b) isulat ang kalahating reaksyon para sa mga sistema ng pag-oxidizing at pagbabawas at ang mga kaukulang potensyal ng elektrod:
Fe 3+ + 2e - Fe 2+ E 0 \u003d + 0.77 B - oxidizing system,
2I - I 2 + 2e - E 0 \u003d + 0.54 B - sistema ng pagbawi;
c) paghahambing ng mga potensyal ng mga sistemang ito, napagpasyahan namin na ang ibinigay na reaksyon ay posible (sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon).
2. Pumili ng mga oxidizing agent (hindi bababa sa tatlo) para sa isang partikular na pagbabagong-anyo ng isang substance at piliin mula sa kanila ang isa kung saan ang reaksyon ay ganap na nagpapatuloy: Cr (OH) 3 CrO 4 2 -.
Solusyon:
a) hanapin sa reference na libro E 0 CrO 4 2 - / Cr (OH) 3 \u003d - 0.13 V,
b) pumipili kami ng angkop na mga ahente ng pag-oxidize gamit ang reference na libro (ang kanilang mga potensyal ay dapat na mas malaki kaysa sa - 0.13 V), habang nakatuon sa pinakakaraniwang, "hindi kulang" na mga ahente ng oxidizing (halogens ay mga simpleng sangkap, hydrogen peroxide, potassium permanganate, atbp. .).
Sa kasong ito, lumalabas na kung ang pagbabagong Br 2 2Br - tumutugma sa isang potensyal na E 0 \u003d + 1.1 V, kung gayon para sa mga permanganate ions at hydrogen peroxide, posible ang mga pagpipilian: E 0 MnO 4 - / Mn 2+ \ u003d + 1.51 B - in maasim kapaligiran,
E 0 MnO 4 - / MnO 2 \u003d + 0.60 B - sa neutral kapaligiran,
E 0 MnO 4 - / MnO 4 2 - \u003d + 0.56 B - in alkalina kapaligiran,
E 0 H 2 O 2 / H 2 O \u003d + 1.77 B - sa maasim kapaligiran,
E 0 H 2 O 2 / OH - = + 0.88 B - in alkalina kapaligiran.
Isinasaalang-alang na ang chromium hydroxide na tinukoy ng kundisyon ay amphoteric at samakatuwid ay umiiral lamang sa isang bahagyang alkaline o neutral na kapaligiran, ang mga sumusunod ay angkop na mga ahente ng oxidizing:
E 0 MnO4 - / MnO2 \u003d + 0.60 B at. E 0 Br2 /Br - = + 1.1 B..
c) ang huling kondisyon, ang pagpili ng pinakamainam na oxidant mula sa ilan, ay napagpasyahan sa batayan na ang reaksyon ay nagpapatuloy nang mas ganap, mas negatibo G 0 para dito, na kung saan ay tinutukoy ng halaga E 0:
Mas malaki ang algebraic na halaga E 0 , lalo na ang reaksyon ng redox ay ganap na nagpapatuloy, mas malaki ang ani ng mga produkto.
Sa mga ahente ng oxidizing na tinalakay sa itaas, ang E 0 ang magiging pinakamalaki para sa bromine (Br 2).
tulad ng isang proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang mga sangkap kung saan ang isang nababaligtad na reaksyon ng oksihenasyon ng isang sangkap ay nangyayari dahil sa pagbawas ng isa pa at isang halo ng oxidized at pinababang mga ion ay nabuo sa daluyan, halimbawa. - Fe"" at Fe", Sn" at Sn"", atbp. Ang antas ng intensity ng redox system ay tinutukoy ng halaga ng potensyal na redox Eh, na ipinahayag sa volts, na may kaugnayan sa potensyal ng isang normal na hydrogen elektrod.
Kung mas positibo ang potensyal ng system, mas maraming oxidizing properties ang mayroon ito. Ang mga potensyal na nakukuha sa mga system na naglalaman ng pantay na konsentrasyon ng oxidized at nabawasang mga ion, na tinatawag na. normal.
O. o.-v. Sa. ayon sa laki ng mga normal na potensyal, maaari silang ayusin nang sunud-sunod, kung saan ang bawat sistema ay isang oxidizing agent na may kaugnayan sa isang system na may mas negatibong normal na potensyal, at isang reducing agent na may kaugnayan sa isang system na may mas positibong normal na potensyal. . Ang mga sistema ng redox ay may mahalagang papel sa pagbuo ng mineral, pagbabago ng organikong bagay sa mga sedimentary na bato, atbp.
Katumbas ng sangkap o Katumbas ay isang tunay o kondisyon na particle na maaaring mag-attach, maglabas, o kung hindi man ay katumbas ng isang hydrogen cation sa mga reaksyon ng pagpapalitan ng ion o isang electron sa mga reaksyon ng redox.
Halimbawa, bilang reaksyon:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O
ang katumbas ay magiging isang tunay na particle - Na + ion, sa reaksyon
ang imaginary particle ½Zn(OH) 2 ang magiging katumbas.
Ang katumbas na sangkap ay kadalasang ginagamit din sa ibig sabihin bilang ng mga katumbas na sangkap o katumbas na dami ng sangkap- ang bilang ng mga moles ng isang substance na katumbas ng isang mole ng mga hydrogen cation sa reaksyon na isinasaalang-alang.
[baguhin] Katumbas na masa
Katumbas na masa ay ang masa ng isang katumbas ng ibinigay na sangkap.
[baguhin] Katumbas na molar mass ng isang substance
Ang mga katumbas ng molar mass ay karaniwang tinutukoy bilang o . Ang ratio ng katumbas na molar mass ng isang substance sa sarili nitong molar mass ay tinatawag equivalence factor(karaniwang tinutukoy bilang ).
Ang molar mass ng mga katumbas ng isang substance ay ang masa ng isang mole ng mga katumbas, katumbas ng produkto ng equivalence factor ng molar mass ng substance na ito.
M eq = f eq ×M
[baguhin] Equivalence factor
Ang ratio ng katumbas na molar mass sa sarili nitong molar mass ay tinatawag equivalence factor(karaniwang tinutukoy bilang ).
[baguhin] Equivalence number
Equivalence number z ay isang maliit na positive integer na katumbas ng bilang ng mga katumbas ng ilang substance na nasa 1 mole ng substance na ito. Ang equivalence factor ay nauugnay sa equivalence number z ang sumusunod na kaugnayan: =1/z.
Halimbawa, bilang reaksyon:
Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O
Ang katumbas ay ang particle ½Zn(OH) 2 . Ang bilang na ½ ay equivalence factor, z sa kasong ito ay 2
* - para sa mga inert gas Z = 1
Ang equivalence factor ay tumutulong sa pagbuo ng batas ng equivalence.
[baguhin] Ang batas ng mga katumbas
Bilang resulta ng gawain ni I. V. Richter (1792-1800), natuklasan ang batas ng mga katumbas:
§ Ang lahat ng mga sangkap ay tumutugon sa mga katumbas na ratio.
§ pormula na nagpapahayag ng Batas ng Katumbas: m 1 E 2 \u003d m 2 E 1
§ Electrochemical katumbas- ang dami ng sangkap na dapat ilabas sa elektrod, ayon sa batas ng Faraday, kapag ang isang yunit ng kuryente ay dumaan sa electrolyte:
§ nasaan ang Faraday constant.
§ Faraday pare-pareho, ay isang pisikal na pare-pareho na tumutukoy sa kaugnayan sa pagitan ng electrochemical at pisikal na katangian ng isang sangkap.
§ Ang pare-pareho ng Faraday ay C mol −1 .
§ Ang Faraday constant ay kasama bilang isang constant sa Ang pangalawang batas ni Faraday(ang batas ng electrolysis).
§ Sa bilang, ang Faraday constant ay katumbas ng electric charge, sa panahon ng pagpasa kung saan sa pamamagitan ng electrolyte sa electrode, (1 / z) mol ng substance A ay inilabas sa formula:
saan: 
ay ang bilang ng mga electron na kasangkot sa reaksyon.
§ Para sa Faraday constant, ang sumusunod na kaugnayan ay totoo:
§ nasaan ang elementary charge, at ang numero ng Avogadro.
Isotopes(mula sa ibang Greek ισος - "kapantay", "pareho", at τόπος - "lugar") - mga uri ng mga atomo (at nuclei) ng parehong elemento ng kemikal na may ibang bilang ng mga neutron sa nucleus. Ang pangalan ay dahil sa ang katunayan na ang mga isotopes ay nasa parehong lugar (sa parehong cell) ng periodic table. Ang mga kemikal na katangian ng isang atom ay halos nakasalalay lamang sa istraktura ng shell ng elektron, na, sa turn, ay pangunahing tinutukoy ng singil ng nucleus Z(iyon ay, ang bilang ng mga proton sa loob nito) at halos hindi nakadepende sa mass number nito A(iyon ay, ang kabuuang bilang ng mga proton Z at mga neutron N). Ang lahat ng isotopes ng parehong elemento ay may parehong nuclear charge, naiiba lamang sa bilang ng mga neutron. Karaniwan ang isotope ay tinutukoy ng simbolo ng kemikal na elemento kung saan ito nabibilang, kasama ang pagdaragdag ng isang itaas na kaliwang index na nagpapahiwatig ng numero ng masa (halimbawa, 12 C, 222 Rn). Maaari mo ring isulat ang pangalan ng elemento na may hyphenated na mass number (halimbawa, carbon-12, radon-222). Ang ilang isotopes ay may tradisyonal na mga wastong pangalan (halimbawa, deuterium, actinon).
Isang halimbawa ng isotopes: 16 8 O, 17 8 O, 18 8 O - tatlong matatag na isotopes ng oxygen.
[baguhin] Terminolohiya
Ang pangunahing posisyon ng IUPAC ay ang tamang singular na termino para sa mga atoms (o nuclei) ng parehong elemento ng kemikal na may parehong atomic mass ay nuclide, at ang termino isotopes ay maaaring gamitin upang magtalaga ng isang hanay ng mga nuclides ng isang elemento. Termino isotopes ay iminungkahi at ginamit sa simula sa maramihan, dahil hindi bababa sa dalawang uri ng mga atom ang kailangan para sa paghahambing. Sa hinaharap, ang paggamit ng termino sa isahan ay naging malawak na ginamit sa pagsasanay - isotope. Bilang karagdagan, ang termino sa maramihan ay kadalasang ginagamit upang sumangguni sa anumang hanay ng mga nuclides, at hindi lamang isang elemento, na mali rin. Sa kasalukuyan, ang mga posisyon ng mga internasyonal na organisasyong pang-agham ay hindi pa dinadala sa pagkakapareho at termino isotope patuloy na malawakang ginagamit, kasama na sa mga opisyal na materyales ng iba't ibang dibisyon ng IUPAC at IUPAP. Ito ay isa sa mga halimbawa kung paano ang kahulugan ng termino, na orihinal na naka-embed dito, ay hindi na tumutugma sa konsepto kung saan ginamit ang terminong ito (isa pang halimbawa ng aklat-aralin ay ang atom, na, salungat sa pangalan, ay hindi mahahati) .
[baguhin]Kasaysayan ng pagkatuklas ng isotopes
Ang unang katibayan na ang mga sangkap na may parehong kemikal na pag-uugali ay maaaring magkaroon ng iba't ibang pisikal na katangian ay nagmula sa pag-aaral ng radioactive transformations ng mga atomo ng mabibigat na elemento. Noong 1906-07, naging malinaw na ang produkto ng radioactive decay ng uranium, ionium, at ang produkto ng radioactive disintegrator, radiothorium, ay may parehong mga katangian ng kemikal tulad ng thorium, ngunit naiiba mula dito sa atomic mass at mga katangian ng radioactive. pagkabulok. Nang maglaon ay natagpuan na ang lahat ng tatlong mga produkto ay may parehong optical at X-ray spectra. Ang ganitong mga sangkap, magkapareho sa mga katangian ng kemikal, ngunit naiiba sa masa ng mga atomo at ilang pisikal na katangian, sa mungkahi ng siyentipikong Ingles na si F. Soddy, ay nagsimulang tawaging isotopes.
[baguhin] Isotopes sa kalikasan
Ito ay pinaniniwalaan na ang isotopic na komposisyon ng mga elemento sa Earth ay pareho sa lahat ng mga materyales. Ang ilang mga pisikal na proseso sa kalikasan ay humantong sa isang paglabag sa isotopic na komposisyon ng mga elemento (natural fractionation isotopes na katangian ng mga light elements, pati na rin ang isotopic shifts sa panahon ng pagkabulok ng natural na pangmatagalang isotopes). Ang unti-unting akumulasyon sa mga mineral ng nuclei - ang mga produkto ng pagkabulok ng ilang mga pangmatagalang nuclides ay ginagamit sa nuclear geochronology.
[baguhin]Ang paggamit ng mga isotopes ng tao
Sa mga teknolohikal na aktibidad, natutunan ng mga tao na baguhin ang isotopic na komposisyon ng mga elemento upang makakuha ng anumang partikular na katangian ng mga materyales. Halimbawa, ang 235 U ay may kakayahang isang thermal neutron fission chain reaction at maaaring gamitin bilang panggatong para sa mga nuclear reactor o nuclear weapons. Gayunpaman, ang natural na uranium ay naglalaman lamang ng 0.72% ng nuclide na ito, habang ang isang chain reaction ay praktikal na magagawa lamang kung ang 235 U na nilalaman ay hindi bababa sa 3%. Dahil sa pagiging malapit ng mga katangian ng physicochemical ng isotopes ng mabibigat na elemento, ang pamamaraan para sa pagpapayaman ng isotope ng uranium ay isang napaka-komplikadong teknolohikal na gawain, na naa-access lamang sa isang dosenang mga bansa sa mundo. Sa maraming sangay ng agham at teknolohiya (halimbawa, sa radioimmunoassay), ginagamit ang mga isotope label.
Dissociation pare-pareho- isang uri ng equilibrium constant na nagsasaad ng tendensya ng isang malaking bagay na maghiwalay (maghiwalay) sa isang nababaligtad na paraan sa maliliit na bagay, tulad ng kapag ang isang complex ay nasira sa mga bumubuo nito molecule, o kapag ang isang asin ay naghihiwalay sa mga ion sa isang may tubig na solusyon . Ang dissociation constant ay karaniwang tinutukoy Kd at kabaligtaran sa pare-parehong asosasyon. Sa kaso ng mga asing-gamot, ang dissociation constant ay kung minsan ay tinatawag na ionization constant.
Sa isang pangkalahatang reaksyon
nasaan ang complex A x B y bumabagsak sa x mga yunit A at y yunit B, ang dissociation constant ay tinukoy bilang mga sumusunod:
kung saan ang [A], [B] at ang mga konsentrasyon ng A, B at ang kumplikadong A x B y, ayon sa pagkakabanggit.
[baguhin] Kahulugan
Ang electrolytic dissociation ng mahina electrolytes, ayon sa Arrhenius theory, ay isang reversible reaction, iyon ay, maaari itong i-schematically na kinakatawan ng mga equation (para sa monovalent ions:):
KA ↔ K + + A - ,
§ KA - undissociated compound;
§ K + - kasyon;
§ A − - anion.
Ang equilibrium constant ng naturang reaksyon ay maaaring ipahayag ng equation:
 ,
| (1) |
§ - konsentrasyon ng undissociated compound sa solusyon;
§ - konsentrasyon ng mga cation sa solusyon;
§ - konsentrasyon ng mga anion sa solusyon.
Ang equilibrium constant na may kaugnayan sa dissociation reaction ay tinatawag pare-pareho ang dissociation.
[baguhin] Paghihiwalay ng mga electrolyte sa polyvalent ions
Sa kaso ng dissociation ng electrolytes na may multivalent ions, ang dissociation ay nangyayari sa mga hakbang, at ang bawat hakbang ay may sariling halaga ng dissociation constant.
Halimbawa: Dissociation ng polybasic (boric) acid [ hindi tinukoy ang pinagmulan 332 araw] :
Stage I: H 3 BO 3 ↔ H + + H 2 BO 3 -,
Stage II: H 2 BO 3 - ↔ H + + HBO 3 2 - ,
Stage III: HBO 3 2− ↔ H + + BO 3 3− ,
Ang unang antas ng dissociation para sa naturang mga electrolyte ay palaging mas malaki kaysa sa mga kasunod, na nangangahulugan na ang paghihiwalay ng mga naturang compound ay nagpapatuloy pangunahin sa unang yugto.
[baguhin] Relasyon sa pagitan ng dissociation constant at antas ng dissociation
Batay sa kahulugan ng antas ng dissociation, para sa KA electrolyte sa reaksyon ng dissociation = = α·c, = c - α·c = c·(1 - α), kung saan ang α ay ang antas ng dissociation ng electrolyte.
| , | (2) |
Ang expression na ito ay tinatawag na Ostwald dilution law. Para sa napakaliit na α (α<<1) K=cα² и
kaya, sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng electrolyte, ang antas ng dissociation ay bumababa, at sa isang pagbaba, ito ay tumataas. Ang kaugnayan sa pagitan ng dissociation constant at ang antas ng dissociation ay inilarawan nang mas detalyado sa artikulong Ostwald's Dilution Law.
[baguhin] Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga eksperimentong resulta at ng Arrhenius model, ang derivation ng dissociation constant sa pamamagitan ng mga aktibidad
Ang mga kalkulasyon sa itaas ay batay sa teorya ng Arrhenius, na masyadong magaspang at hindi isinasaalang-alang ang mga salik ng electrostatic na pakikipag-ugnayan ng mga ion. Ang mga paglihis mula sa perpektong estado sa mga solusyon sa electrolyte ay nangyayari sa napakababang konsentrasyon, dahil ang mga interionic na puwersa ay inversely proporsyonal sa parisukat mga distansya sa pagitan ng mga sentro ng ion, habang ang mga puwersa ng intermolecular ay inversely proportional ikapitong antas mga distansya, iyon ay, ang mga interionic na puwersa, kahit na sa mga dilute na solusyon, ay lumalabas na mas malaki kaysa sa mga intermolecular.
Ipinakita ni Lewis na ang mga simpleng equation ay maaaring mapangalagaan para sa mga tunay na solusyon (tingnan sa itaas) kung sa halip na mga konsentrasyon ng ion ay ipinakilala natin ang paggana nito, ang tinatawag na aktibidad. Ang aktibidad (a) ay nauugnay sa konsentrasyon (c) sa pamamagitan ng correction factor γ na tinatawag na activity factor:
a = γ c
Kaya, ang expression para sa equilibrium constant, ayon kay Arrhenius na inilarawan ng equation (1), ayon kay Lewis ay magiging ganito:
§ 
;
§ 
;
Sa teoryang Lewis, ang relasyon sa pagitan ng pare-pareho at antas ng dissociation (sa teoryang Arrhenius na isinulat ng equation (2) ay ipinahayag ng relasyon:
Kung walang iba pang mga impluwensya na lumihis ng solusyon mula sa perpektong estado, kung gayon ang mga di-dissociated na molekula ay kumikilos tulad ng mga ideal na gas at γ KA = 1, at ang tunay na pagpapahayag ng batas ng pagbabanto ng Ostwald ay kukuha ng anyo:
§ ay ang average na koepisyent ng aktibidad ng electrolyte.
Para sa c→0 at γ→1, ang nasa itaas na equation ng Ostwald dilution law ay nasa anyo (2). Kung mas maraming naghihiwalay ang electrolyte, mas mabilis ang halaga ng koepisyent ng aktibidad na γ ay lumihis mula sa pagkakaisa, at mas mabilis na nilabag ang batas ng klasikal na pagbabanto.
[baguhin] Dissociation constant ng malalakas na electrolytes
Ang mga malakas na electrolyte ay halos ganap na naghihiwalay (ang reaksyon ay hindi maibabalik), samakatuwid, ang denominator ng expression para sa dissociation constant ay zero, at ang buong expression ay may posibilidad na infinity. Kaya, para sa malakas na electrolytes, ang terminong "dissociation constant" ay walang kahulugan.
[baguhin] Mga halimbawa ng pagkalkula
[baguhin] Ang paghihiwalay ng tubig
Ang tubig ay isang mahinang electrolyte na naghihiwalay ayon sa equation
Ang dissociation constant ng tubig sa 25 °C ay
Isinasaalang-alang na sa karamihan ng mga solusyon ang tubig ay nasa molecular form (ang konsentrasyon ng H + at OH - ions ay mababa), at ibinigay na ang molar mass ng tubig ay 18.0153 g / mol, at ang density sa temperatura na 25 ° C ay 997.07 g / l, purong tubig ay tumutugma sa konsentrasyon = 55.346 mol/l. Samakatuwid, ang nakaraang equation ay maaaring muling isulat bilang
Ang aplikasyon ng tinatayang formula ay nagbibigay ng error na halos 15%:
Batay sa nahanap na halaga ng antas ng dissociation, nakita namin ang pH ng solusyon:
Degree ng dissociation- isang halaga na nagpapakilala sa estado ng ekwilibriyo sa reaksyon ng dissociation sa homogenous (homogeneous) na mga sistema.
Ang antas ng dissociation α ay katumbas ng ratio ng bilang ng mga dissociated molecule n sa kabuuan n + N, saan N ay ang bilang ng mga hindi magkakahiwalay na molekula. Kadalasan ang α ay ipinahayag bilang isang porsyento. Ang antas ng dissociation ay depende pareho sa likas na katangian ng dissolved electrolyte at sa konsentrasyon ng solusyon.
[baguhin] Halimbawa
Para sa acetic acid CH 3 COOH, ang halaga ng α ay 4% (sa isang 0.01M na solusyon). Nangangahulugan ito na sa isang may tubig na solusyon ng isang acid, 4 lamang sa bawat 100 molekula ang naghihiwalay, iyon ay, sila ay nasa anyo ng H + at CH 3 COO − ions, habang ang natitirang 96 na molekula ay hindi naghihiwalay.
[baguhin] Mga pamamaraan ng kahulugan
§ ayon sa electrical conductivity ng solusyon
§ para babaan ang freezing point
[baguhin] Imaginary degree ng dissociation
Dahil ang malalakas na electrolyte ay halos ganap na naghihiwalay, aasahan ng isa para sa kanila ang isang isotonic coefficient na katumbas ng bilang ng mga ion (o polarized atoms) sa formula unit (molekula). Gayunpaman, sa katotohanan, ang koepisyent na ito ay palaging mas mababa kaysa sa tinutukoy ng formula. Halimbawa, ang isotonic coefficient para sa 0.05 mol NaCl solution ay 1.9 sa halip na 2.0 (para sa magnesium sulfate solution ng parehong konsentrasyon, i= 1.3). Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng teorya ng malakas na electrolytes, na binuo noong 1923 ni P. Debye at E. Hückel: ang paggalaw ng mga ions sa solusyon ay nahahadlangan ng nabuong solvation shell. Bilang karagdagan, ang mga ion ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa: ang mga magkasalungat na sinisingil ay umaakit, at gayundin ang mga sinisingil ay nagtataboy; ang mga puwersa ng mutual attraction ay humahantong sa pagbuo ng mga grupo ng mga ion na gumagalaw sa solusyon nang magkasama. Ang mga ganitong grupo ay tinatawag mga kasama sa ion o mga pares ng ion. Alinsunod dito, ang solusyon ay kumikilos na parang naglalaman ito ng mas kaunting mga particle kaysa sa tunay na ito, dahil ang kalayaan ng kanilang paggalaw ay limitado. Ang pinaka-halatang halimbawa ay may kinalaman sa electrical conductivity ng mga solusyon λ , na tumataas sa pagbabanto ng solusyon. Sa pamamagitan ng ratio ng tunay na kondaktibiti ng kuryente sa na sa walang katapusang pagbabanto, matukoy haka-haka na antas ng dissociation malakas na electrolytes, na tinutukoy din bilang α :
,
saan nimg- haka-haka, at n disslv. ay ang aktwal na bilang ng mga particle sa solusyon.
