Mundarija kirish I. Bob. Asosiy qism

1.3 - Ostvaldning suyultirish qonuni
Ostvaldning suyultirish qonuni- zaif ikkilik elektrolitning suyultirilgan eritmasining ekvivalent elektr o'tkazuvchanligining eritma kontsentratsiyasiga bog'liqligini ifodalovchi nisbat: Bu erda elektrolitning dissotsilanish konstantasi, kontsentratsiyasi va mos ravishda kontsentratsiyadagi va cheksiz suyultirishdagi ekvivalent elektr o'tkazuvchanlik qiymatlari. Bu nisbat ommaviy harakat va tenglik qonunining natijasidir dissotsilanish darajasi qayerda.
Ostvaldning suyultirish qonuni 1888 yilda V. Ostvald tomonidan chiqarilgan va u tomonidan empirik tarzda tasdiqlangan. Ostvaldning suyultirish qonunining to'g'riligini eksperimental tarzda aniqlash elektrolitik dissotsilanish nazariyasini asoslash uchun katta ahamiyatga ega edi.
Suvning elektrolitik ajralishi. PH pH Suv- bu zaif amfoter elektrolit: N2O N + + ON- yoki aniqrog'i: 2N2O = N3O + + ON- 25oS da suvning dissotsilanish konstantasi:
Bu doimiy qiymat yuz milliondan bittasining dissotsilanishiga to'g'ri keladi. suv molekulalari, shuning uchun suv kontsentratsiyasini 55,55 mol / l ga teng deb hisoblash mumkin (suv zichligi 1000 g / l, og'irligi 1 l 1000 g, suv moddasi miqdori 1000 g: 18 g / mol = 55,55 mol, C = 55,55 mol: 1 l = 55, 55 mol / L).
Keyin bu qiymat ma'lum bir haroratda (25 ° C) o'zgarmas bo'lib, u suvning ionli mahsuloti deb nomlanadi KW: Suvning ajralishi endotermik jarayondir, shuning uchun Le Chatelier printsipiga muvofiq harorat oshishi bilan dissotsilanish kuchayadi. , ionli mahsulot ko'payadi va 100 ° C da 10-13 ga etadi. 25 ° C haroratda toza suvda vodorod va gidroksil ionlarining kontsentratsiyasi bir-biriga teng: = = 10-7 mol / l Vodorod va gidroksil ionlarining kontsentratsiyasi teng bo'lgan eritmalar neytral deyiladi. Agar toza suvga kislota qo'shilsa, vodorod ionlarining konsentratsiyasi oshadi va 10-7 mol / l dan oshadi, muhit kislotali bo'ladi, gidroksil ionlarining kontsentratsiyasi suvning ionli mahsuloti saqlanib qolishi uchun darhol o'zgaradi. qiymati 10-14. Toza suvga ishqor qo'shilsa ham shunday bo'ladi. Vodorod va gidroksil ionlarining kontsentratsiyasi ionli mahsulot orqali bir -biri bilan bog'liq, shuning uchun ionlardan birining kontsentratsiyasini bilgan holda, boshqasining kontsentratsiyasini hisoblash oson. Masalan, = 10-3 mol / l bo'lsa, u holda = KVt / = 10-14 / 10-3 = 10-11 mol / l, yoki = 10-2 mol / l bo'lsa, = KVt / = 10-14 / 10-2 = 10-12 mol / l. Shunday qilib, vodorod yoki gidroksil ionlarining kontsentratsiyasi muhitning kislotaliligi yoki ishqoriyligining miqdoriy xarakteristikasi bo'lib xizmat qilishi mumkin.
Amalda ular vodorod yoki gidroksil ionlarining kontsentratsiyasidan emas, balki vodorod pH yoki gidroksil pOH indikatorlaridan foydalanadilar. PH vodorod ionlari kontsentratsiyasining manfiy kasrli logarifmasiga teng: pH = - lg gidroksil eksponent pOH gidroksil ionlari kontsentratsiyasining manfiy o'nlik logarifmasiga teng:
pOH = - lg Buni olish orqali ko'rsatish oson. pH + pOH = 14 bo'lgan suvning ionli mahsulotining logarifmasi Agar muhitning pH qiymati 7 bo'lsa - muhit neytral, 7 dan past bo'lsa kislotali va pH pastroq bo'lsa, vodorod ionlarining kontsentratsiyasi shuncha yuqori bo'ladi. pH 7 dan yuqori - muhit ishqoriy, pH qanchalik yuqori bo'lsa, gidroksil ionlarining kontsentratsiyasi shuncha yuqori bo'ladi.
Onzageming o‘zarolik tenglamasi Entropiyaning hosil bolish tezligi

u doimo musbat

Energiyaning minimal dissipatsiyasining ma’nosini aniqlash uchun Onzager ikkita funksiya kiritdi:
- dissipativ potensial

- oqim funksiyasi

lar oqim va umumlashgan kuchlarning funksiyasi



va qaytmaslikning lokal oichovi hisoblanadi. Onzager variatsion usulda ekstremimilaming shaitini aniqladi va oqim I kuchga X to‘g‘ri proporsionalligini ko‘rsatib berdi:

Ekstremumlik sharti:

Onzager nazariyasi nomuvozanat jarayonlar termodinamikasining nazariy asosidir (Prigojin nazariyasi xususiy hoi):
-harakat termodinamik tenglamalarining chiziqli bo'lishi; -
/ - xossa oqimining sistemaga ta’sir qilayotgan barcha kuchlarga bog'liqligi;
- o ‘zarolik munosabati.
Ushbu tushuncha (munosabat)larni olishda molekulyar xossalar
- mikroskopik qaytarlik xossasi asosiy manba bo'lgan: muvozanat holatda to'g'ri va teskari jarayonlarning tezliklari istalgan yo'lda tengdir.
Murakkab jarayonlar uchun Onzager

ekanligini ko'rsatdi. Ushbu tenglama Onzagerning mashhur o'zarolik tenglamasidir. Tashish hodisalarining nazariyasida murakkab hodisalarni — tashishning chorrahaviy hodisalarini (termoelektrik hodisalar; termodif-fuziya, diffuzion termoeffekt) ifodalashda yangi natijalarga erishilgan. Umumiy holda chorrahaviy tashish hodisalarining tezligi chiziqli kinetik tenglamalar bilan ifodalanadi:

bu yerda: - gradPk = Xk, umumiy holda hamma kuchlar va oqimlar o'zaro bog'liq emas, balki bir xil tenzor o'lchoviga ega bo'lganlarigina bog'liqdir: - termodiffuziyada massa va issiqlik oqimlari va unga to'g'ri keluvchi x k kuchlar vektorlardir; - anizotrop sistemalarda diffuziya va issiqlik o'tkazish koeffitsiyentlari 2-rangdagi tenzorlardir; - gomogen sistemalardagi kimyoviy reaksiyalar tezliklari skalyar kattaliklardir. Shu sababli tenglamada tudi tenzor o'lchamlaridagi oqimlar uchun barcha L.klar nolga teng. Masalan, komponentning diffuzion tashilish tezligining kimyoviy reaksiya tezligiga ta’siri kutilmaydi.
Demak, qaytmas jarayonlar chiziqli termodinamikasining usullari quyidagi shartlar bajarilganda tashish hodisalarini ifodalashga qo4llanishi mumkin:
-sistem lokal muvozanatlar o'rnatilishi;
- “yo'qotilgan ishning” issiqlikka to'liq o‘tishi;
- oqim va kuchi ami bog'lovchi chiziqli kinetik qonunlarning bajarilishi;
- Onzagerning o'zarolik tenglamasi (munosabati)ni ishlatish mumkinligi. Qaytmas jarayonlaming termodinamik tahJilida Prigojin teoremasi muhim. U nomuvozanat sistemaning statsionar holati bilan nostatsionar holati orasidagi farqni ko’rsatadi: agar sistema yuqoridagi to'rtta talabga javob bersa, barcha Lk koeffitsiyentlar o'zgarmas bo‘lsa, Zoning doimiy qiymatlarini statsiona (turg'un) holatda ushlab turganda entropiyaning hosil bo’lishi a minimal bo'ladi.