1. Химическая реакция инициируется активными частицами реагентов, отличными от насыщенных молекул: радикалами, ионами, координационно ненасыщенными соединениями. Реакционная исходных веществ определяется наличием в их составе этих активных частиц.
Химия выделяет три основных фактора, влияющих на химическую реакцию:
Из них важнейшим является последний. Именно природа вещества определяет его образовывать те или иные активные частицы. А стимулы лишь осуществиться этому процессу.
2. Активные частицы находятся в термодинамическом равновесии с исходными насыщенными молекулами.
3. Активные частицы взаимодействуют с исходными молекулами по цепному механизму.
4. Взаимодействие между активной частицей и молекулой реагента происходит в три стадии: ассоциации, электронной изомеризации и диссоциации.
На первой стадии протекания химической реакции - стадии ассоциации активная частица присоединяется к насыщенной молекуле другого реагента с химических связей, которые слабее, чем ковалентные. Ассоциат может быть образован с ван-дер-ваальсовой, водородной, донорно-акцепторной и динамической связи.
На второй стадии протекания химической реакции - стадии электронной изомеризации происходит важнейший процесс - преобразование сильной ковалентной связи в исходной молекуле реагента в более слабую: водородную, донорно-акцепторную, динамическую, а то и ван-дер-ваальсовую.
5. Третья стадия взаимодействия между активной частицей и молекулой реагента - диссоциация изомеризованного ассоциата с образованием конечного продукта реакции - является лимитирующей и самой медленной стадией всего процесса.
Великая «хитрость» химической природы веществ
Именно эта стадия определяет общие энергетические затраты на весь трехстадийный процесс протекания химической реакции. И здесь заключена великая «хитрость» химической природы веществ. Самый энергозатратный процесс - разрыв ковалентной связи в реагенте - произошел легко и изящно, практически не заметно во времени по сравнению с третьей, лимитирующей стадией реакции. В нашем примере так легко и непринужденно связь в молекуле водорода с энергией 430 кДж/моль преобразовалась в ван-дер-ваальсовую с энергией в 20 кДж/моль. И все энергозатраты реакции свелись к разрыву этой слабой ван-дер-ваальсовой связи. Вот почему энергетические затраты, необходимые для разрыва ковалентной связи химическим путем, значительно меньше затрат на термическое разрушение этой связи.
Таким образом, теория элементарных взаимодействий наделяет строгим физическим смыслом понятие «энергия активации». Это энергия, необходимая для разрыва соответствующей химической связи в ассоциате, образование которого предшествует получению конечного продукта химической реакции.
6. Не зависимо от инициирования реакции (температура, катализатор, излучение, растворитель и т.п.) в основе протекания химической реакции лежит одно и то же явление: образование химически активных частиц.
Мы еще раз подчеркиваем единство химической природы вещества. Оно может вступить в реакцию лишь в одном случае: при появлении активной частицы. А температура, катализатор и другие факторы, при всем их физическом различии, играют одинаковую роль: инициатора.
Забуференный ацетоновый раствор.
8,15 г натрия ацетата Р и 42 г натрия хлорида Р растворяют в воде Р, прибавляют 68 мл
0,1 М хлороводородной кислоты, 150 мл ацетона Р и доводят объем раствора водой Р до
500 мл.
Раствор с рН 2,0.
6,57 г калия хлорида Р растворяют в воде Р, прибавляют 119,0 мл 0,1 М хлороводородной
кислоты и доводят объем раствора водой Р до 1000,0 мл.
Фосфатный буферный раствор с рН 2,0.
8,95 г натрия гидрофосфата Р и 3,40 г калия дигидрофосфата Р растворяют в воде Р,
доводят объем раствора тем же растворителем до 1000,0 мл. При необходимости
корректируют рН раствора фосфорной кислотой Р.
0,125 М Фосфатный буферный раствор с рН 2,0.
17,0 г калия дигидрофосфата Р и 17,8 г динатрия гидрофосфата безводного Р
растворяют в воде Р и доводят объем раствора водой Р до 1000,0 мл. При необходимости
корректируют рН раствора фосфорной кислотой Р.
Сульфатный буферный раствор с рН 2,0.
Раствор А. 132,1 г аммония сульфата Р растворяют в воде Р и доводят объем раствора
тем же растворителем до 500,0 мл.
Раствор В. Осторожно при постоянном охлаждении и перемешивании 14 мл серной
кислоты Р прибавляют к приблизительно 400 мл воды Р; охлаждают и доводят объем
раствора водой Р до 500,0 мл.
Смешивают равные объемы растворов А и В. При необходимости корректируют рН
раствора.
Буферный раствор с рН 2,2.
6,7 мл фосфорной кислоты Р смешивают с 55,0 мл раствора 40 г/л натрия гидроксида Р и
доводят объем раствора водой Р до 1000,0 мл.
Буферный раствор с рН 2,5.
100 г калия дигидрофосфата Р растворяют в 800 мл воды Р, корректируют рН
хлороводородной кислотой Р до значения 2,5 и доводят объем раствора водой Р до
1000,0 мл.
Буферный раствор с рН 2,5 Р1.
К 4,9 г фосфорной кислоты разбавленной Р прибавляют 250 мл воды Р, корректируют рН
раствором натрия гидроксида разбавленным Р и доводят объем раствора водой Р до
500,0 мл.
0,2 М Фосфатный буферный раствор с рН 2,5.
27,2 г калия дигидрофосфата Р растворяют в 900 мл воды Р, корректируют рН
фосфорной кислотой Р до значения 2,5 и доводят объем раствора водой Р до 1000,0 мл.
Объяснение:
1. Химическая реакция инициируется активными частицами реагентов, отличными от насыщенных молекул: радикалами, ионами, координационно ненасыщенными соединениями. Реакционная исходных веществ определяется наличием в их составе этих активных частиц.
Химия выделяет три основных фактора, влияющих на химическую реакцию:
температура; катализатор (если нужен); природа реагирующих веществ.Из них важнейшим является последний. Именно природа вещества определяет его образовывать те или иные активные частицы. А стимулы лишь осуществиться этому процессу.
2. Активные частицы находятся в термодинамическом равновесии с исходными насыщенными молекулами.
3. Активные частицы взаимодействуют с исходными молекулами по цепному механизму.
4. Взаимодействие между активной частицей и молекулой реагента происходит в три стадии: ассоциации, электронной изомеризации и диссоциации.
На первой стадии протекания химической реакции - стадии ассоциации активная частица присоединяется к насыщенной молекуле другого реагента с химических связей, которые слабее, чем ковалентные. Ассоциат может быть образован с ван-дер-ваальсовой, водородной, донорно-акцепторной и динамической связи.
На второй стадии протекания химической реакции - стадии электронной изомеризации происходит важнейший процесс - преобразование сильной ковалентной связи в исходной молекуле реагента в более слабую: водородную, донорно-акцепторную, динамическую, а то и ван-дер-ваальсовую.
5. Третья стадия взаимодействия между активной частицей и молекулой реагента - диссоциация изомеризованного ассоциата с образованием конечного продукта реакции - является лимитирующей и самой медленной стадией всего процесса.
Великая «хитрость» химической природы веществИменно эта стадия определяет общие энергетические затраты на весь трехстадийный процесс протекания химической реакции. И здесь заключена великая «хитрость» химической природы веществ. Самый энергозатратный процесс - разрыв ковалентной связи в реагенте - произошел легко и изящно, практически не заметно во времени по сравнению с третьей, лимитирующей стадией реакции. В нашем примере так легко и непринужденно связь в молекуле водорода с энергией 430 кДж/моль преобразовалась в ван-дер-ваальсовую с энергией в 20 кДж/моль. И все энергозатраты реакции свелись к разрыву этой слабой ван-дер-ваальсовой связи. Вот почему энергетические затраты, необходимые для разрыва ковалентной связи химическим путем, значительно меньше затрат на термическое разрушение этой связи.
Таким образом, теория элементарных взаимодействий наделяет строгим физическим смыслом понятие «энергия активации». Это энергия, необходимая для разрыва соответствующей химической связи в ассоциате, образование которого предшествует получению конечного продукта химической реакции.
6. Не зависимо от инициирования реакции (температура, катализатор, излучение, растворитель и т.п.) в основе протекания химической реакции лежит одно и то же явление: образование химически активных частиц.Мы еще раз подчеркиваем единство химической природы вещества. Оно может вступить в реакцию лишь в одном случае: при появлении активной частицы. А температура, катализатор и другие факторы, при всем их физическом различии, играют одинаковую роль: инициатора.