Закон действующих масс и его анализ

Они отвечают стехиометрическому соотношению компонентов в образующемся соединении А Вт- Следовательно, при образовании в системе недиссоциированного химического соединения предположение Н. С. Курнакова о том, что на изотермах свойств имеются сингулярные точки в математическом понимании, оправдывается. Однако на опыте мы всегда имеем дело с реальными системами. В них все химические соединения в какой-то степени диссоциированы. Уравнение (II—30) и было выведено исходя из представлений, что химическое соединение А Вт диссоциирует на компоненты и что равновесие при его диссоциации или образовании подчиняется закону действующих масс. Анализ изотермы выхода при различной степени диссоциации соединения и разных значениях стехиометрических коэффициентов пят показывает, что в системах с диссоциированными соединениями сингулярные точки в математическом понимании не соответствуют экстремумам на изотермах выхода. [c.60]

Таким образом, проведенный на основе расчетов по закону действующих масс анализ подтвердил экспериментально найденные закономерности строения диаграмм состояния и диаграмм состав — свойство и дал вероятные объяснения с позиций атомно-молекулярных представлений. [c.118]

Анализ процесса комплексообразования в свете закона действующих масс [c.140]

Введением в анализ химической концепции является установление с помощью стехиометрических расчетов количеств основных и вспомогательных веществ, которые теоретически необходимы для получения определенного количества продукта. Расчеты основаны на законах сохранения массы, постоянства состава и кратных отношений, а также на законе действия масс, если реакция обратима и известно значение константы равновесия. [c.102]

Начиная практический анализ той или иной конкретной задачи, кинетик обычно неявно предполагает, что исследуемый процесс лежит в классе простых кинетик вообще и, более того, принадлежит Аррениусовой кинетике в частности. В подавляющем большинстве случаев это предположение подтверждается дальнейшими исследованиями, однако возможна и иная ситуация (например, при высоких давлениях, а также для некоторых гетерогенных реакций закон действия масс может нарушаться [70]). В любом случае, однако, поскольку вид кинетики определяет основные закономерности процесса — строгость подхода предполагает не только полезным, но и необходимым предварительно идентифицировать кинетику исследуемого процесса. [c.112]

Программа стехиометрического анализа строит матрицу стехиометрических коэффициентов независимых промежуточных веществ приводит систему уравнений стационарности к виду, выражающему зависимые переменные через свободные, и упрощает ее с учетом быстрых стадий. В случае закона действующих масс Лэнгмюра—Темкина, основанного на теории активированного комплекса, указываются концентрации промежуточных веществ, выделяемых из уравнений стационарности. [c.203]

Процедурные знания — это сведения о совокупности конкретных процедур, этапов или шагов поиска целесообразных решений в новой ситуации, представленных либо на ЕЯ, либо на некотором формализованном языке (ФЯ). К процедурным знаниям в области химической технологии относятся, например, закон действия масс принцип Ле Шателье законы равновесия составов фаз гетерогенных систем законы сохранения массы, энергии, импульса и момента количества движения закон Гесса законы (начала) термодинамики физико-химические и технологические принципы наилучшего использования движущей силы ХТП, наиболее полного использования сырья и энергии в ХТС, наилучшего использования оборудования ХТС и др. алгоритмы расчета состава смесей веществ, расчета массы и объемов веществ, мольной теплоты образования соединений при химических реакциях системы уравнений математических моделей ХТП и ХТС алгоритмы анализа и оптимизации ХТП и ХТС тексты технологических регламентов и др. [c.32]

Наиболее надежно ошибку титрования можно определить экспериментально, проводя большое число анализов стандартного образца. Это особенно необходимо при разработке нового метода анализа. Однако такая работа очень трудоемка, поэтому ошибку титрования рассчитывают из условий равновесия для каждой системы. К рассчитанным минимальным ошибкам прибавляют затем другие систематические ошибки капельную, ошибку градуировки, температурную и др. Так как этот расчет основан на применении закона действующих масс к водным растворам, в следующем разделе будут приведены некоторые конкретные примеры. [c.215]

Соотношения (I. 7) — (I. 9) применимы только для растворов симметричных бинарных электролитов, когда одна молекула электролита дает один катион и один анион. Если же электролит имеет несимметричный валентный тип или имеется смесь электролитов, то математические соотношения, описываюш,ие закон действия масс, согласно теории Аррениуса, и вытекаюш,ие из них следствия усложняются. Теория Аррениуса позволила легко трактовать любые явления, связанные с ионными равновесиями, и легла, таким образом, в основу качественного и количественного анализа. [c.11]

Для подсчетов выходов реакции в таких сложных случаях был разработан специальный метод последовательных приближений. В дальнейшем установлена возможность применения закона действия масс к сложным случаям равновесия и найдены константы, характеризующие эти процессы. Оптические методы исследования комплексообразования в растворах подробно рассмотрены в книге А. К. Бабко Физико-химический анализ комплексных соединений в растворах (оптические методы) и в работах Н. П. Ко-маря. [c.234]

В литературе приводится несколько уравнений изотермы ионного обмена. Наиболее строгое решение на основе термодинамического анализа, сходного с выводом уравнения закона действия масс, было получено Никольским [c.175]

Кинетические методы анализа основаны на определении концентраций реагирующих веществ по измерению скорости реакции. Определяемое вещество или расходуется в процессе реакции, или катализирует реакцию. По закону действия масс, скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ [c.118]

Качественный анализ имеет дело преимущественно с разбавленными растворами, часто являющимися пересыщенными тем или иным веществом с весьма малой растворимостью. В подобных случаях возможно применять закон действия масс с достаточной точностью, принимая действующую массу реагирующего вещества равной общей его концентрации. Если же с такой предпосылкой подходить к более концентрированным растворам сильных электролитов (т. е. таких, которые ионизируют на 50% и более), то будет допущена заметная ошибка в этом случае между действующей, массой а (или актив ностью) реагирующего вещества и его общей концентрацией с (выражаемой в молях на литр) устанавливается следующее соотношение [c.22]

Параметры в законе действующих масс, лежащем в основе метода логарифмического анализа для идентификации комплексов в органической фазе, теперь определены более точно, чем несколько лет назад. Становится очевидным, что благодаря большим приближениям в коэффициентах активности стехиометрия соединений в выведенных формулах в большой степени зависит от экспериментальных условий. Возможным исключением является экстракция прочных хелатов металлов. Что касается остальных систем, то все больше укореняется мнение об ограничениях метода логарифмического анализа. [c.24]

Реакции окисления—восстановления обратимы. Равновесие наступает в момент, когда окисл. становится равным восст.- В тех случаях, когда реакции обратимы, к ним можно применять закон действия масс и вычислять изменения молярных концентраций реагирующих ионов, что имеет особо важное значение в количественном анализе. [c.169]

Основы теории образования комплексных ионов. Согласно закону действия масс при установившемся равновесии в водном растворе, содержащем комплексные ионы, константа динамического равновесия, выражающая диссоциацию комплекса и называемая константой нестойкости, является критерием прочности (устойчивости) данного комплекса (см. Книга I, Качественный анализ, гл. 1. 41). Например [c.228]

Анализ процесса комплексообразования в свете закона действующих масс рассмотрен в работе [44]. При воздействии растворов комплексообразующих углеводородов (алканов) с карбамидом возникает равновесие между не вошедшим в комплекс алканом, свободным карбамидом и образовавшимся комплексом. Состояние данного равновесия подчиняется закону действующих масс [c.12]

Программа анализа стехиометрической матрицы. Выбирает матрицу стехиометрических коэффициентов независимых промежуточных веществ B , приводит систему уравнений стационарности к виду (11,18) и упрощает ее с учетом быстрых стадий по алгоритму, изложенному на с. 47 сл. В случае закона действующих масс (1,6) указываются концентрации промежуточных веществ, выделяемых из уравнений стационарности, т. е. уравнения стационарности преобразуются к виду (1,27). [c.203]

Теоретическую основу химического анализа составляет ряд физико-химических законов и прежде всего периодический закон Д.И. Менделеева (гл. VH, 4), а также основные теоретические положения общей химии закон действующих масс (гл. I, 1), теория электролитической диссоциации (гл. I, 4—6), химическое равновесие в гетерогенных системах (гл. IV), комплексообразование (гл. П), амфотерность гидроксидов (гл. IV, б), автопротолиз (гл. I, 7), окислительно-восстановительные реакции (гл. III) и др. [c.5]

В аналитической работе обычно используют химические реакции, протекающие достаточно быстро и полно. Не все химические реакции удовлетворяют этим требованиям. Выбирая реакции для химического анализа, руководствуются законом действующих масс и представлениями о химическом равновесии в растворах (гл. I, 1). [c.106]

Перед физико-химическим анализом в области гомогенных систем чаще всего ставится задача обнаружения и определения концентраций образующихся соединений. В этой главе излагаются основные положения, выдвинутые в работах Степанова [1]. На основании закона действующих масс можно вывести уравнения выхода образующегося химического соединения, а затем, используя связь между выходом и данным свойством, можно получить уравнение кривой состав—свойство. [c.466]

Таким образом, анализ составления системы дифференциальных уравнений скоростей многоступенчатых реакций, построенный на базе закона действующих масс, и анализ материального баланса стехиометрических уравнений по всем ступеням, с помощью которого было решено дифференциальное уравнение скорости реакции первой ступени, показал следующее. Если указанный материальный баланс проведен на молекулярном, на микроуровне, то дифференциальные уравнения скоростей многоступенчатых реакций описывают некоторое макросостояние рассматриваемого процесса. Следовательно, обнаружено очень серьезное принципиальное несоответствие между методами решения первого дифференциального уравнения и составлением системы дифференциальных уравнений скоростей реакций для многоступенчатого процесса. [c.69]

Согласно проведенному анализу, чтобы закон действующих масс отражал требования, на основе которых надо составить систему дифференциальных уравнений скоростей реакций многоступенчатого процесса на молекулярном уровне, вероятно, будет правильней назвать его законом молекулярных взаимодействий и изменить формулировку. По сути дела, закон действующих масс хорошо выявлял действительную картину простых химических реакций, но недостаточно точно описывал сложный многоступенчатый химический процесс. Поэтому он должен быть дополнен законом, более полно учитывающим динамику изменения химической системы, внутри которой протекают сложные многоступенчатые процессы на молекулярном уровне. В данном случае необходимо увязать это требование с составлением системы дифференциальных уравнений скоростей реакций на молекулярном уровне. Итак, в соответствии с законом молекулярных взаимодействий система дифференциальных уравнений скоростей реакций многоступенчатого процесса на молекулярном уровне должна иметь вид [39] [c.71]

Физико-химический анализ, разработанный школой Н. С. Курнакова, состоит из топологии и метрики химической диаграммы. Топология диаграмм заключается в качественном изучении геометрических свойств диаграммы, неизменных при ее преобразовании. Задачей метрики химической диаграммы является установление на основании закономерностей, управляющих химическими реакциями, и прежде всего закона действия масс, зависимости между составом и свойствами системы, т. е. теоретическое построение диаграмм состав—свойство. [c.251]

А. К. Бабко одним из первых ввел представление о ступенчатой диссоциации комплексов в растворах и внес большой вклад в изучение соответствующих равновесий, применив принципы физикохимического анализа. Он развил теоретические основы методов определения состава и констант устойчивости комплексов с использованием методов, основанных на законе действия масс и фотометрической регистрации хода реакции. Эти исследования обобщены в его книге Физико-химический анализ комплексных соединений [c.40]

Несмотря на большое число работ по исследованию комплексных соединений, применяющихся в фотометрическом анализе, химизм многих колориметрических реакций до настоящего времени остается неясным, а полностью изученных реакций, по-видимому, вообще не существует [274]. Поэтому при выполнении фотометрического анализа часто приходится использовать спектрофотометрические методы для исследования как самой колориметрической реакции, так н образующегося окрашенного соединения. Спектрофотометрический анализ растворов окрашенных соединений основан на совместном использовании закона действия масс и основного закона светопоглощения он включает в себя определение состава, прочности и оптических характеристик окрашенных соединений. [c.186]

Конечной целью исследований равновесий является выяснение стехиометрии сосуществующих в растворе химических образований (форм) и расчет констант равновесия. Задача обычно решается путем анализа и математической обработки экспериментальных зависимостей типа свойство раствора — состав раствора. Для количественного решения необходимо в явном или неявном виде установить функциональную связь между измеряемым физико-химическим свойством (свойствами) раствора и его аналитическим составом Число основных физико-химических положений, используемых при этом, неве-лпко. Математически опи моделируются уравнениями, которые можно разбить на три группы уравнения материального баланса (МБ), уравнения закона действующих масс (ЗДМ), уравнения связи измеряемого свойства с равновесными концентрациями тех или иных химических форм. [c.5]

Расчет равновесного состава продуктов простых реакций не представляют особых вычислительных проблем и традиционно производится по уравнению закона действующих масс. В случае расчетов в сложных хи.мических системах возникают, как правило, исключительно сложные вычислительные трудности, особенно когда исходное сырье и продукты реакции представляют собой многокомпоне1ггную смесь химических соединений. По этой причине при термодинамическом анализе многих термодинамических процессов химической технологии ограничиваются анализом только функции энергии Гиббса или константы равновесия реакций от температуры, давлещи, состава сырья и т.д. [c.156]

Состав экстрагируемого комплекса устанавливался, как непосредственным химическим анализом органической фазы на ме-тг л, кислоту, хлор-ионы, воду, так и спектроскопическими методами (ИК-и ПМР-спектры) и методами,-основанными на использовании закона действия масс (метод разбавления и насыщения). В виде координационно-сольватированных соединений экстрагируются уран, цирконий, гафний, торий, теллур, селен (Me l4 [c.40]

Путем систематических изменений относительных количеств Ы2, Н2 и ЫН3 в исходной смеси газов и последующего анализа газовых смесей в равновесных условиях можно установить, какому закону подчиняется состояние равновесия. Задолго до работы Габера, еще в девятнадцатом столетии, химики проводили подобные исследования над другими химическими системами. В 1864 г. Като Максимилиан Г ульберг и Петер Вааге сформулировали закон действующих масс, который выражает относительные концентрации реагентов и продуктов в равновесных условиях через в личину, [c.42]

Однако указанная реакция протекает в несколько стадий, анализ которых позволяет применить к ней закон действия масс. Иодат калия КЮз и сульфит натрия N8280,3 в водном растворе вступают в мгновенную обменную реакцию с серной кислотой с образованием йодноватой и сернистой кислот [c.40]

Закон действия масс открыли в 1884 г. норвежские ученые К. Гульдберг и П. Вааге. Это — фундаментальный закон химии. В аналитической химии закон действия масс является теоретической основой многих методов анализа. Он устанавливает количественные соотношения между веществами, участвующими в обратимой химической реакции после достижения состояния равновесия. Обратимыми называют такие химические реакции, которые идут не только в прямом, но и в обратном направлении равновесие устанавливается после того, как скорости прямой и обратной реакций становятся одинаковыми. [c.37]

В работе представлены результаты сравнения системы реакгор-ректификационная колонна и совмещенного реакционноректификационного процесса с позиции минимальных энергетических затрат, необходимых для достижения заданной конверсии. При проведении сравнительного анализа были приняты следующие допущения, в зеотропной трехкомпонентной смеси (Тнш <Тыш <Ткип ) с постоянными относительными летучестями в жидкой фазе протекает обратимая химическая реакция А<=>В+С, скорость которой подчиняется закону действующих масс. [c.97]

Число ключевых веществ (частиц) определяется базисом элементарных (простых) стадий, т. е. числом стехиометрически независимых реакций. Для этого необходимо провести стехиометрический анализ схемы механизма процесса. Затем по ключевым веществам записать в дифференциальном виде кинетические уравнения, исходя из закона действующих масс и принципа независимости протекания элементарных реакций. [c.147]

Таким образом, процедура качественного химического анализа представляет собой последовательное отделение анаштических групп с дальнейшим откры-таем входящих в них ионов систематическим или дробным методами. В ходе выполнения анализа как систематическим, так и дробным методами аналитик управляет поведением ионов в растворе, прежде всего их концентрациями. Такое управление возможно на основе равновесных реакций путем смещения равновесий. В распоряжении аналитика два типа рав1ювеспых процессов — гомогенные и гетерогенные равновесия. Гомогенные равновесия — это диссоциация — ассоциация, окисление — восстановление, гидролиз, нейтрализация, комплексообразование. Количественное описание этих равновесий основано на законе действующих масс и уравнении Нернста для окислительновосстановительного потенциала системы. К гетероген-ныи равновесиям относятся, прежде всего, растворение и осаждение осадков, экстракционное распределение между двумя жидкими фазами и хроматографические процессы. Расчеты положения гетерогенного равновесия возможны на основе констант межфазных распределений, в первую очередь правила произведения растворимости. [c.72]

Соответствующие модели также делятся на детерминистские и эмпирические. Простейпшй вид первых — равновесные предполагается, что химический объект находится во внутреннем равновесии и все возможные реакции между интересующими аналитика компонентами известны. В таком случае математической моделью служит просто совокупность уравнений закона действующих масс для каждой реакции и система уравнений материального баланса. (В неорганическом анализе речь чаще всего идет о реакциях комплексообразования.) Известны (измерены), как правило, общие, аналитические концентрации ряда компонентов, нужно же найти их равновесные концентрации, а также равновесные концентрации продуктов всевозможных реакций. С математической точки зрения эта, так называемая хфямая задача расчета равновесия сводится к рещению системы нелинейных уравнений (материального баланса), стандартной в вычислительном отнощении процедуре. Отметим лишь два распространенных алгоритма метод Ньютона — Рафсона и метод Гинзбурга. Заметим также, что вычисления требуют знания констанг равновесия возможных реакций. Нередко они отсутствуют в литературе тогда аналитикам приходится определять их по экспериментальным данным. Это обратная задача расчета равновесий, основу математического аппарата здесь составляет нелинейный МНК. [c.445]

Ион ртути (П) легко присоединяет четыре иона цианида (см. табл. 6) и также, вероятно, довольно легко образует тетрайодо-комплекс. Однако растворы хлорида и бромида ртути (II) еще содержат в значительной степени тригалогенидные комплексы даже в присутствии большого избытка ионов данного галогенида. Это видно из результатов, приведенных в табл. 5, и отчасти из определений растворимости Гарретом [14], а также из измерений светопоглощения Фромхерцем и Кун-Ху Ли [15], если только в отличие от этих исследователей при анализе полученных спектров применить закон действия масс. [c.64]

Впервые количественное изучение химического равновесия началось с 1864 г., когда Гульдберг и Вааге сформулировали закон действующих масс. Первые определения констант равновесия в растворе, как правило, относились к равновесиям с участием протонов, но в конце прошлого века методы изучения кислотно-основных систем были также применены для исследования комплексообразования между ионами металла и простыми неорганическими лигандами, такими, как аммиак и галоге-нид-ионы. В наше время изучены различные типы равновесий в растворе например равновесия полиосновных кислот при нали чии комплексов ионов металлов, хелатных комплексов ионов металлов с би- и полидентатными лигандами, смешанных комплексов ионов металлов, содержащих два или более различных типов лигандов, полиядерных комплексов, содержащих более одного иона металла, молекулярных комплексов, олигомеров органических молекул, систем протеин-ион и протеин-протеин. Для изучения комплексообразования были использованы различные методы, и для анализа полученных результатов были разработаны новые методы расчета. [c.7]

Из выведенных общих уравнений вытекает основное положение, что диссоциация сильных в воде электролитов кислот, солей и оснований в неводных растворах подчиняется закону действия масс. Указанные схемы процессов и уравнения, связывающие константы отдельных равновесий с обычными константами диссоциации кислот и оснований, становятся теперь общепринятыми, о чем свидетельствует ряд работ, появивщихся в советской и иностранной литературе. Уравнения и схемы равновесий других авторов Кольтгофа и Брукенштейна 4, 44, 45], Берга и Патерсона [46], Смита и Эллиота [47], Халбана [48], Корея (49], Садыка и Фуоса [50] и других, как показывает критический анализ их работ, являются частными случаями общей схемы равновесия, предложенной Н. А. Измайловым. [c.21]

Результаты, полученные после 24 ч перемешивания исследуемой системы, показаны на рис. 4.1. Растворимость фосфата алюминия в щелочных растворах возрастает с увеличением pH и снижается с ростом исходной концентрации алюминия (III). Концентрация фосфата в растворе зависела от количества осадка, поэтому можно сделать заключение об адсорбции фосфата на поверхности твердой фазы. Для анализа данных о растворимости фосфата алюминия был использован математический метод обработки, предложенный Курбатовым и др. [17] при изучении сорбции кобальта на гидроксиде железа. Согласно этой математической модели адсорбция описывается количественно законом действия масс. Так, сорбция фосфата на гидроксиде алюминия может быть представлена следующими уравнениями я [A1(0H)3 A1(0H)J -ОНпов + РО4З- [А1(0Н)з А1(0Н),] -Р04П0в< -">- + п0Н- (4.2) [c.55]

Расчеты в фотометрическом анализе в большинстве случаев выполняются с использованием, основного закона светопоглощ,ения, закона действующих масс и закона сохранения массы вещества. Обстоятельные расчеты, связанные с различными вопросами фотометрического анализа и аналитического определения веществ, описаны в учебнике Комаря [371] и книге Адамовича [372]. В монографии Батлера [373], посвященной математическому описанию ионных равновесий, изложены методика составления и способы решения системы уравнений. В предлагаемых ниже примерах приведены некоторые приемы и способы расчета ионных равновесий, основанные на применении вышеназванных химических законов с использованием условных констант. Там же даны различные примеры приближенных расчетов, которые, несмотря на упрощающие допущения, позволяют получать вполне удовлетворительные результаты. [c.290]

Расчеты в фотометрическом анализе в большинстве случаев выполняются с использованием основного закона светоноглощения, закона действия масс и закона сохранения массы вещества. Обстоятельные расчеты, связанные с различными вопросами фотометрического анализа и аналитического определения, описаны в учебнике Комаря [339] и работе Адамовича [340]. В предлагаемых ниже примерах использованы некоторые приемы расчетов этих авторов применительно к фотометрическому анализу. Там же даны различные примеры приближенных расчетов, которые, несмотря на упрощающие допущения, позволяют получить вполне удовлетворительные результаты. [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология