დისოციაცია (ქიმია)

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                     დისოციაცია (ქიმია)

გომბერგის დიმერის დისოციაცია

ფოსფორის მჟავის დისოციაციის დიაგრამა

ქიმიაში დისოციაცია არის ზოგადი პროცესი, რომლის დროსაც მოლეკულები (ან იონური ნაერთები, როგორიცაა მარილები ან კომპლექსები) გამოიყოფა ან იყოფა სხვა ნივთებად, როგორიცაა ატომები, იონები ან რადიკალები, ჩვეულებრივ, შექცევადი გზით. მაგალითად, როდესაც მჟავა იხსნება წყალში, კოვალენტური ბმა ელექტროუარყოფით ატომსა და წყალბადის ატომს შორის იშლება ჰეტეროლიზური დაშლით, რაც იძლევა პროტონს (H+) და უარყოფით იონს. დისოციაცია ასოციაციის ან რეკომბინაციის საპირისპიროა.

დისოციაციის კონსტატი

შექცევადი დისოციაციისთვის ქიმიურ წონასწორობაში

დისოციაციის კონტსტატი K_d არის დისოცირებულ და არადისოცირებულ ნაერთთან შეფარდება

სადაც ფრჩხილები აღნიშნავენ სახეობების წონასწორულ კონცენტრაციებს.

დისოციაციის ხარისხი

დისოციაციის ხარისხი ${\displaystyle \alpha }$არის ხსნადი ნივთიერების ორიგინალური მოლეკულების ფრაქცია, რომლებიც დაშორდნენ. იგი ჩვეულებრივ მითითებულია ბერძნული სიმბოლოთი α. უფრო ზუსტად, დისოციაციის ხარისხი გულისხმობს გამხსნელი ნივთიერების რაოდენობას, რომელიც იშლება იონებად ან რადიკალებად თითო მოლზე. ძალიან ძლიერი მჟავებისა და ფუძეების შემთხვევაში დისოციაციის ხარისხი იქნება 1-თან ახლოს. ნაკლებად ძლიერ მჟავებსა და ფუძეებს ექნებათ დისოციაციის ნაკლები ხარისხი. არსებობს მარტივი კავშირი ამ პარამეტრსა და van't Hoff ფაქტორს შორის ${\displaystyle i}$. თუ გამხსნელი ნივთიერება იშლება ${\displaystyle n}$ iიონები, მაშინ

${\displaystyle i=1+\alpha (n-1)}$

მაგალითად, შემდეგი დისოციაციისთვის

როგორც , ეს გვექნებოდა ${\displaystyle i=1+\alpha }$.

მარილების დაშლა ხსნარში, როგორიცაა წყალი, ნიშნავს ანიონებისა და კატიონების განცალკევებას. მარილის აღდგენა შესაძლებელია გამხსნელის აორთქლების გზით.

ელექტროლიტი ეხება ნივთიერებას, რომელიც შეიცავს თავისუფალ იონებს და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ელექტროგამტარ საშუალება. ხსნადი ნივთიერების უმეტესი ნაწილი არ იშლება სუსტ ელექტროლიტში, მაშინ როცა ძლიერ ელექტროლიტში ხსნადი ნივთიერების უფრო მაღალი თანაფარდობა იშლება თავისუფალი იონების წარმოქმნით.

სუსტი ელექტროლიტი არის ნივთიერება, რომლის ხსნარი ხსნარში ძირითადად არსებობს მოლეკულების სახით (რომლებიც, როგორც ამბობენ, "გაუნაწილებელი"), მხოლოდ მცირე ნაწილით იონების სახით. მხოლოდ იმიტომ, რომ ნივთიერება არ იშლება, არ აქცევს მას სუსტ ელექტროლიტად. ძმარმჟავა (CH3COOH) და ამონიუმი (NH

+4)are good examples. Acetic acid is extremely soluble in water, but most of the compound dissolves into molecules, rendering it a weak electrolyte. Weak bases and weak acids are generally weak electrolytes. In an aqueous solution there will be some CH3COOH and some  CH3COO− და H+.

ძლიერი ელექტროლიტი არის ხსნადი, რომელიც არსებობს ხსნარში მთლიანად ან თითქმის მთლიანად იონების სახით. ისევ და ისევ, ელექტროლიტის სიძლიერე განისაზღვრება, როგორც ხსნარის პროცენტი, რომელიც არის იონები და არა მოლეკულები. რაც უფრო მაღალია პროცენტი, მით უფრო ძლიერია ელექტროლიტი. ამრიგად, მაშინაც კი, თუ ნივთიერება არ არის ძალიან ხსნადი, მაგრამ მთლიანად იშლება იონებად, ნივთიერება განისაზღვრება, როგორც ძლიერი ელექტროლიტი. მსგავსი ლოგიკა ვრცელდება სუსტ ელექტროლიტზე. ძლიერი მჟავები და ფუძეები კარგი მაგალითია, მაგ HCl და H2SO4. ეს ყველაფერი იონების სახით იარსებებს წყალში.

აირები

გაზებში დისოციაციის ხარისხი აღინიშნება α სიმბოლოთი, სადაც α აღნიშნავს გაზის მოლეკულების პროცენტს, რომლებიც დისოცირდებიან. სხვადასხვა ურთიერთობებს შორის K_p და α არსებობს განტოლების სტოიქიომეტრიის მიხედვით. დიატროგენის ტეტროქსიდის მაგალითი (N2O4) დაშლა აზოტის დიოქსიდამდე (NO2) იქნება აღებული.

თუ დიატროგენის ტეტროქსიდის საწყისი კონცენტრაციაა 1მოლი ლიტრზე, ეს შემცირდება α წონასწორობის მიცემისას, სტოქიომეტრიით, α მოლი დან NO2. წონასწორობის მუდმივი (წნევის თვალსაზრისით) მოცემულია განტოლებით$${\displaystyle K_p=\frac{p({\text{NO}}_2^{}{)}^2}{p{\text{N}}_2^{}{\text{O}}_4^{}}}$$

სადაც p წარმოადგენს ნაწილობრივ წნევას. მაშასადამე, ნაწილობრივი წნევის განსაზღვრის მეშვეობით და pT-ის გამოყენებით მთლიანი წნევის და x-ის მოლური ფრაქციის წარმოსადგენად;

მოლის საერთო რაოდენობა წონასწორობაში არის (1 – α) + 2α, რაც უდრის 1 + α. ამრიგად, მოლური ფრაქციების ჩანაცვლება ფაქტობრივი მნიშვნელობებით α-ს თვალსაზრისით და გამარტივება;

ეს განტოლება შეესაბამება Le Chatelier-ის პრინციპს. Kp დარჩება მუდმივი ტემპერატურასთან ერთად. სისტემაში წნევის დამატება გაზრდის pT-ს მნიშვნელობას, ამიტომ α უნდა შემცირდეს, რომ Kp მუდმივი იყოს. სინამდვილეში, წონასწორობის წნევის გაზრდა ხელს უწყობს მარცხნივ გადასვლას, რაც ხელს უწყობს დიატროგენის ტეტროქსიდის წარმოქმნას (რადგან წონასწორობის ამ მხარეს ნაკლები წნევაა, რადგან წნევა მოლების რაოდენობის პროპორციულია) და შესაბამისად მცირდება α დისოციაციის ხარისხი.

Acids in aqueous solution

მჟავა დისოციაციის მუდმივი

წყლის გამხსნელში მჟავის რეაქცია ხშირად აღწერილია როგორც დისოციაცია

სადაც HA არის პროტონმჟავა, როგორიცაა ძმარმჟავა, CH3COOH. ორმაგი ისარი ნიშნავს, რომ ეს არის წონასწორობის პროცესი, დისოციაცია და რეკომბინაცია ერთდროულად ხდება. ეს ნიშნავს, რომ მჟავას დისოციაციის მუდმივია

თუმცა უფრო მკაფიო აღწერას გვაწვდის ბრონსტედ-ლოურის მჟავა-ფუძის თეორია, რომელიც აკონკრეტებს, რომ პროტონი H+ არ არსებობს როგორც ასეთი ხსნარში, არამედ მიღებულია წყლის მოლეკულის მიერ (დაკავშირებული) ჰიდრონიუმის იონის H3O+-ის შესაქმნელად.ამიტომ რეაქცია შეიძლება დაიწეროს როგორც

და უკეთესად აღწერილია, როგორც იონიზაცია ან იონების წარმოქმნა (იმ შემთხვევისთვის, როდესაც HA არ აქვს წმინდა მუხტი). წონასწორობის მუდმივია მაშინ

სადაც  არ შედის, რადგან განზავებულ ხსნარში გამხსნელი არსებითად სუფთა სითხეა ერთი თერმოდინამიკური აქტივობით.

Ka-ს სხვადასხვაგვარად უწოდებენ დისოციაციის მუდმივას, მჟავას იონიზაციის მუდმივას, მჟავიანობის მუდმივას ან იონიზაციის მუდმივას. ის ემსახურება მჟავას სიძლიერის ინდიკატორს: ძლიერ მჟავებს აქვთ Ka-ს უფრო მაღალი მნიშვნელობა (და დაბალი pKa).

ფრაგმენტაცია

მოლეკულის ფრაგმენტაცია შეიძლება მოხდეს ჰეტეროლიზის ან ჰომოლიზის პროცესით.Receptors

რეცეპტორები არის ცილები, რომლებიც აკავშირებენ მცირე ლიგანდებს. დისოციაციის მუდმივი Kd გამოიყენება, როგორც ლიგანდის აფინურობის მაჩვენებელი რეცეპტორთან. რაც უფრო მაღალია ლიგანდის აფინურობა რეცეპტორთან მით უფრო დაბალია Kd მნიშვნელობა (და უფრო მაღალია pKd მნიშვნელობა).

იხ. ვიდეო - How To Write The Dissociation Equations of Ionic Compounds

მუცო

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                                  მუცო

მუცო-არდოტის ხეობა
ქვეყანა	საქართველო
მხარე	მცხეთა-მთიანეთის მხარე
მუნიციპალიტეტი	დუშეთის მუნიციპალიტეტი
თემი	შატილი
კოორდინატები	42°36′24″ ჩ. გ. 45°12′28″ ა. გ.
ცენტრის სიმაღლე	1880 მ
ოფიციალური ენა	ქართული ენა
მოსახლეობა	15 კაცი (2014)
ეროვნული შემადგენლობა	ქართველები 100 %
სასაათო სარტყელი	UTC+4

მუცო — სოფელი დუშეთის მუნიციპალიტეტში, მდინარე არდოტის წყლის (არღუნის მარჯვენა შენაკადი) ხეობაში, ხევსურეთის შემოსასვლელის ისტორიული დარაჯი და დამცველი. ზღვის დონიდან 1880 მ, დუშეთიდან 121 კმ.

სოფელში, რომელიც თითქმის გაუკაცრიელდა საუკუნეზე მეტი ხანია, შუა საუკუნეების გამაგრებული, საყოფაცხოვრებო დანიშნულების დაახლოებით 40-მდე სახლია განლაგებული ვერტიკალურ ტერასებზე მუცო-არდოტის ხეობის თავზე. ამჟამად ოთხი საბრძოლო დანიშნულების ციხე-კოშკი და რამდენიმე საცხოვრებლის ნანგრევია შემორჩენილი მუცოში. მათ შორის, ლეგენდარული თორღვას ციხე და კოშკი. მუცო, ძირითადად, ორ ნაწილად იყოფა: ზემოთ უფრო ძველი შეთეკაურთ უბანია და მეორე შედარებით ახალი — დაიაურთ უბანი. მისადგომად რთულ სოფელში შენარჩუნებულია ორიგინალური არქიტექტურა. ტურისტებისა და მთამსვლელების საყვარელი ადგილი — მუცო, საქართველოს ყველაზე სავალალო მდგომარეობაში მყოფ ისტორიულ ძეგლთა სიაშია.

ლეგენდის თანახმად, სოფლის მკვიდრნი მთავარანგელოზის ბროლისკალოს ხატზე ლოცულობდნენ. მუცოელები განთქმული მეომრები და მონადირეები იყვნენ და საუკუნეების განმავლობაში ხატისთვის მოძღვნილ საგანძურს იცავდნენ. გადმოცემის მიხედვით, საგანძური დღესაც მუცოს ახლოს, მაღალ მთებშია დაცული და რჩეულის მოლოდინშია.

2006 წლის 7 ნოემბერს, საქართველოს პრეზიდენტის ბრძანებულების თანახმად მიენიჭა ეროვნული მნიშვნელობის კულტურის უძრავი ძეგლის კატეგორია.

მუცოში, ძირითადად, ორი გვარი სახლობდა: შეთეკაურები და დაიაურები.

იხ. ვოდეო - გელა დაიაური - ბეჭებგაბზარული მუცო. ხევსურეთი / Gela Daiauri - Mutso. Khevsureti. Georgia

ეგზოთერმული რეაქციები

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -                                    ეგზოთერმული რეაქციები

თერმიტის რეაქცია ცნობილია ეგზოთერმული. ალუმინის მიერ რკინის (III) ოქსიდის შემცირება გამოყოფს საკმარის სითბოს გამდნარი რკინის მისაღებად.

თერმოქიმიაში ეგზოთერმული რეაქცია არის „რეაქცია, რომლისთვისაც საერთო სტანდარტული ენთალპიის ცვლილება ΔH⚬ უარყოფითია“. ეგზოთერმული რეაქციები ჩვეულებრივ ათავისუფლებს სითბოს. ტერმინს ხშირად ურევენ ეგზერგონიულ რეაქციას, რომელსაც IUPAC განსაზღვრავს, როგორც "... რეაქცია, რომლისთვისაც სტანდარტული გიბსის ენერგიის ცვლილება ΔG⚬ უარყოფითია." ძლიერ ეგზოთერმული რეაქცია, როგორც წესი, ასევე იქნება ეგზერგონიული, რადგან ΔH⚬ დიდ წვლილს შეაქვს ΔG⚬-ში. საკლასო ოთახებში წარმოჩენილი სანახაობრივი ქიმიური რეაქციების უმეტესობა ეგზოთერმული და ეგზეგონურია. საპირისპირო არის ენდოთერმული რეაქცია, რომელიც ჩვეულებრივ იკავებს სითბოს და განპირობებულია სისტემის ენტროპიის ზრდით.

მაგალითები

მაგალითები უამრავია: წვა, თერმიტის რეაქცია, ძლიერი მჟავების და ფუძეების შერწყმა, პოლიმერიზაცია. მაგალითად ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ხელის გამათბობლები იყენებენ რკინის დაჟანგვას ეგზოთერმული რეაქციის მისაღწევად:

4Fe  + 3O₂  → 2Fe₂O₃  ΔH⚬ = - 1648 kJ/mol

ეგზოთერმული რეაქციების განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი კლასია ნახშირწყალბადის საწვავის წვა, მაგ. ბუნებრივი აირის წვა:

CH4  + 2O2  → CO2  + 2H2O  ΔH⚬ = - 890 kJ/mol

ს ნიმუშების რეაქციები ძლიერ ეგზოთერმულია.

უკონტროლო ეგზოთერმული რეაქციები, რომლებიც იწვევს ხანძარსა და აფეთქებას, უსარგებლოა, რადგან ძნელია გამოთავისუფლებული ენერგიის დაჭერა. ბუნება გავლენას ახდენს წვის რეაქციებზე უაღრესად კონტროლირებად პირობებში, ხანძრისა და აფეთქების თავიდან აცილების მიზნით, აერობული სუნთქვის დროს, რათა დაიჭიროს გამოთავისუფლებული ენერგია, მაგ. ATP-ის ფორმირებისთვის.

გაზომვა

ქიმიური სისტემის ენთალპია არსებითად მისი ენერგიაა. ენთალპიის ცვლილება ΔH რეაქციისთვის ტოლია სითბოს q გადაიცემა დახურული სისტემიდან (ან შიგნით) მუდმივი წნევით ელექტრული ენერგიის შეყვანის ან გამომავალი გარეშე. სითბოს გამომუშავება ან შთანთქმა ქიმიურ რეაქციაში იზომება კალორიმეტრიის გამოყენებით, მაგ. ბომბის კალორიმეტრით. ერთ-ერთი გავრცელებული ლაბორატორიული ინსტრუმენტია რეაქციის კალორიმეტრი, სადაც კონტროლდება სითბოს ნაკადი რეაქციის ჭურჭლიდან ან შიგნით. სითბოს გამოყოფა და შესაბამისი ენერგიის ცვლილება, ΔH, წვის რეაქციის დროს შეიძლება შეფასდეს განსაკუთრებით ზუსტად.

ეგზოთერმული რეაქციაში გამოთავისუფლებული გაზომილი სითბოს ენერგია გარდაიქმნება ΔH⚬ ჯოულში თითო მოლზე (ადრე კალ/მოლი). სტანდარტული ენთალპიის ცვლილება ΔH⚬ არსებითად არის ენთალპიის ცვლილება, როდესაც რეაქციაში სტოქიომეტრიული კოეფიციენტები განიხილება, როგორც რეაქტიული ნივთიერებების და პროდუქტების რაოდენობა (მოლში); ჩვეულებრივ, საწყისი და საბოლოო ტემპერატურა ითვლება 25 °C. გაზის ფაზის რეაქციებისთვის ΔH⚬ მნიშვნელობები დაკავშირებულია კავშირის ენერგიასთან კარგი მიახლოებით:

ΔH⚬ = რეაგენტების ჯამური კავშირის ენერგია − პროდუქტის ჯამური ბმის ენერგია

ეგზოთერმული რეაქციის ენერგეტიკული პროფილი

ΔH⚬ = რეაგენტების ჯამური კავშირის ენერგია − პროდუქტების ჯამური კავშირის ენერგია

ეგზოთერმული რეაქციაში, განმარტებით, ენთალპიის ცვლილებას აქვს უარყოფითი მნიშვნელობა:

ΔH = H პროდუქტები - Hreactants < 0

სადაც უფრო დიდი მნიშვნელობა (რეაგენტების უფრო მაღალი ენერგია) აკლდება უფრო მცირე მნიშვნელობას (პროდუქტების დაბალი ენერგია). მაგალითად, როდესაც წყალბადი იწვის:

2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (g)

ΔH⚬ = −483.6 kJ/mol

იხ. ვიდეო - What Are Endothermic & Exothermic Reactions | Chemistry | FuseSchool

             ენდოთერმული რეაქცია

ენდოთერმული რეაქციები (ძველი ბერძნულიდან ἔνδον - შიგნით და θέρμη - სითბო) არის ქიმიური პროცესები, რომელსაც თან ახლავს სითბოს შთანთქმა. ენდოთერმული რეაქციებისთვის ენთალპიისა და შინაგანი ენერგიის ცვლილებებს დადებითი მნიშვნელობები აქვს (, )ამრიგად, რეაქციის პროდუქტები შეიცავს უფრო მეტ ენერგიას, ვიდრე საწყისი კომპონენტები. ენდოთერმული რეაქციები ეგზოთერმული რეაქციების საპირისპიროა.