Задача 18
Обратими и необратими реакции. Константа на равновесие. Принцип на Льо Шателие.
Обратими реакции -вид химическа реакция, която може да протича както в права, така и в обратна посока.
Необратимисе наричат реакции, които протичат докрай, т.е. докато едно от изходните вещества бъде напълно изразходвано.
Равновесна константае стойност, която определя за дадена химична реакция съотношението между термодинамичните активности на изходните вещества и продуктите в състояние на химично равновесие (в съответствие със закона за действието на масите). Познавайки равновесната константа на реакцията, е възможно да се изчисли равновесният състав на реакционната смес, ограничаващият добив на продуктите и да се определи посоката на реакцията.
Le-Принцип на Шателие.Ако външни фактори действат върху система в състояние на равновесие, равновесието на системата се измества към страната, която го намалява до минимум.
Принципът е приложим за равновесие от всякакво естество: механично, топлинно, химично, електрическо.
Химичното равновесие се измества в една или друга посока, когато се променя някой от следните параметри:
1) температура на системата, т.е. когато се нагрява или охлажда
2) налягане в системата, т.е. когато тя се компресира или разширява
3) концентрацията на един от участниците в обратимата реакция
Задача 19
Повърхностни явления. Повърхностно напрежение на течности. Повърхностно активни и повърхностно неактивни вещества. Правилото на Дюкло-Траубе. Сорбционни процеси: адсорбция, абсорбция, хемосорбция.
Енергийна повърхност –излишната енергия на броя на молекулите спрямо обема на фазата. Зависи от района. Всяка система се опитва да намали своята повърхностна енергия.
Повърхностно напрежение на течности -термодинамична характеристика на интерфейса между две фази в равновесие, определена от работата на обратимо изотермокинетично образуване на единица площ от този интерфейс, при условие че температурата, обемът на системата и химичните потенциали на всички компоненти в двете фази остават постоянни. Повърхностното напрежение е числено равно на работата, която трябва да се извърши, за да се образува единична повърхност.
Според способността да променят повърхностното напрежение в разтвора, всички вещества могат да бъдат разделени на:
Повърхностноактивни вещества(повърхностноактивни вещества). Намалете повърхността на стреса. Алкохоли, амини, органични киселини.
Повърхностноактивни вещества(NVD). Въглехидрати (захароза, фуктоза..)
Повърхностно неактивни веществаa (PIV). Включени са неорганични съединения (соли, киселини, основи).
Правило на Duclos-Traube(за увеличаване на активността):
Увеличаването на дължината на повърхностноактивния въглеводороден радикал с една СН2 група увеличава неговата повърхностна активност с коефициент 3-3,5.
Адсорбция –концентрация на вещество на границата в сравнение с обема на фазата.
Абсорбция –концентрация на вещество в целия обем на веществото.
Хемосорбция –химична адсорбция. Причинени от химични взаимодействия. Необратимо. Специфични. Първият етап на хетерогенна реакция.
Задача 20
Адсорбция на границите течност-газ и течност-течност. Уравнение на Гибс. Ориентация на молекулите в повърхностния слой. Разбиране на структурата на биологичните мембрани.
Адсорбция –концентрация на вещество на границата в сравнение с обема на фазата.
Адсорбент -вещество,върху чиято повърхност се извършва адсорбция.Адсорбент –вещество, което се адсорбира върху повърхността на адсорбента.
Когато веществата се адсорбират на границата, повърхностното напрежение може да намалее, да се увеличи или да остане непроменено.
Водата е най-често използваният разтворител. Той има високо повърхностно напрежение, поради което по отношение на него много вещества са повърхностно активни. Повърхностното напрежение на биологичните течности е по-малко от това на водата поради наличието в тях на повърхностно активни вещества от различно естество. В резултат на това тези вещества спонтанно се натрупват по стените на кръвоносните съдове, клетъчните мембрани, което улеснява проникването им през тези мембрани.
Пример за това е образуването на филми от масло, бензин и масла върху повърхността на водата. Такива филми могат да бъдат невидими с невъоръжено око, да изглеждат като интерференчен модел или могат да бъдат открити като достатъчно дебели цветни филми.
Филмите могат да се образуват на повърхността на течност по два начина:
Адсорбция на вещества от обема на разтвора върху неговата повърхност. По този механизъм се образуват филми от вещества, които са слабо разтворими в даден разтворител, които са повърхностно активни по отношение на него. Възможен е и механизмът на адсорбция на вещества от газовата фаза.
Филми от неразтворими вещества се получават чрез директно нанасяне на вещество върху повърхността на течност. В случай на течности филмите се образуват чрез спонтанно разпространение. Твърдите вещества се прилагат или като прах, или като разтвор в силно летлив разтворител, който впоследствие може да бъде отстранен чрез изпаряване.
Уравнението на Гибс.Всяка система, в съответствие с втория закон на термодинамиката, се стреми спонтанно да премине в състояние, в коетоима минимален запас от енергия на Гибс. Следователно тя се стреми към минимум на повърхностната енергия на Гибс.
Ориентация на молекулите в повърхностния слой.
Ориентацията на молекулите на ПАВ в адсорбционния слой е различна.
Ориентацията на молекулите на повърхностно активното вещество определя възможността за създаване и стабилизиране както на конвенционални сондажни течности, така и на тези, претеглени с твърда фаза от частици от неглинести скали.
Всичко, което беше казано за ориентацията на молекулите на повърхностно активното вещество на повърхността вода-въздух, се отнася до филми, получени от амфифилни молекули, които са много слабо разтворими във вода. Същото обаче важи и за повърхностните филми на разтворимите вещества, образувани в резултат на адсорбцията на техните молекули. Необходимо е само да се помни, че винаги се установява определен баланс между количеството вещества на повърхността и в обема. Освен това трябва да се има предвид, че повърхностните филми на разтворимите повърхностноактивни вещества, поради относително малката дължина на въглеводородните радикали на техните молекули, почти винаги са газообразни.
Структурата на биологичните мембрани.
Биологичните мембрани сасложни супрамолекулни структури, които обграждат всички живи клетки и образуват органели в тях.
Всички мембрани в тяхната организация и състав проявяват редица общи свойства:
Те са изградени от липиди, протеини и въглехидрати.
Те са плоски затворени конструкции.
Имат вътрешна и външна повърхност.
Основата на мембраната елипиден бислой -двоен слой от липидни молекули, които имат свойствата наамфифилни(съдържат както хидрофилни, така и хидрофобни функционални групи).
Според изпълняваните функции протеините в състава на мембраните се разделят на:
Едно отОсновната функция на мембраните е участието в транспорта на вещества. Този процес се осигурява от три основни механизма: проста дифузия, улеснена дифузия и активен транспорт.