Vad är en kemsk jämnvikt
Kemisk jämvikt
Kemisk jämvikt (equilibrium) existerar då enstaka kemisk reaktion äger boende tillsammans med identisk reaktionshastighet liksom dess motsatta reaktion. Detta innebär för att reaktionshastigheten på grund av den framåtskridande samt den bakåtskridande reaktionen existerar lika, samt koncentrationen från reaktanter samt varor existerar konstant.
då detta skett således sker ingen förändring inom proportionerna, detta önskar yttra koncentrationerna hos dem olika föreningarna, samt detta verkar liksom ifall reaktionen avslutas för att fortskrida. Dock fortsätter dem framåt- samt bakåtskridande reaktionerna för att äga utrymme tillsammans med identisk hastighet. Utan tillsatt energi fortsätter ständigt enstaka kemisk reaktion mot dess för att enstaka balans uppnåtts.
Kemisk balans existerar en modell vid dynamisk balans.
När detta går lika snabbt för att avbryta isär ämnet (reaktionen åt höger) vilket detta går för att sätta ihop detta igen (reaktionen åt vänster) besitter oss nått kemisk jämvikt.Ett vanligt modell vid ett kemisk balans existerar Haber-Bosch-metoden, var väte samt kväve bildar ammoniak. Jämvikten nås då hastigheten från bildandet från ammoniak existerar lika massiv såsom dess dekomposition.
Jämviktspilar
[redigera | redigera wikitext]Anta för att a mol från ämnet A reagerar tillsammans b mol från ämnet B samt bildar c mol från ämnet C samt d mol från ämnet D.
på grund av för att visa för att ett reaktionsformel till denna reaktion existerar inom balans används ett dubbel reaktionspil istället till ett enkel reaktionspil (→). detta finns numeriskt värde typer från dubbla reaktionspilar liksom används: dubbelpilen (⇄, U+21C4) alternativt "dubbelharpunen" (⇌, U+21CC):
- aA + bB ⇄ cC + dD
eller
- aA + bB ⇌ cC + dD
⇄ används, i enlighet med The Chicago Manual of Style (14:e utgåvan, s.
454–455), på grund av för att beteckna enstaka jämviktsreaktion tillsammans start mot vänster, samtidigt likt ⇌ betecknar ett reversibel reaktion tillsammans start mot vänster. dem båda piltyperna kunna även användas spegelvänt, beroende vid fanns reaktionen börjar.
Då balans råder finns en konstant förhållande mellan produkternas (C samt D) samt reaktanternas (A samt B) aktiviteter.
Detta status beskrivs från jämviktskonstanten.
Olika typer från jämvikter
[redigera | redigera wikitext]Kemiska balans kunna delas upp inom homogena jämvikter samt heterogena jämvikter.
Heterogena jämvikter
[redigera | redigera wikitext]Heterogena balans existerar balans mellan ämnen inom olika faser, såsom mellan en fast tema samt dess upplösta form eller gestalt.
Homogena jämvikter
[redigera | redigera wikitext]Homogena balans äger plats inom identisk fas, vilket inom dem vanligaste fallen innebär för att samtliga deltagande ämnen existerar gaser (gasjämvikter), alternativt varenda upplösta inom identisk vätska. Även fasta balans existerar tänkbara, dock reaktionerna existerar betydligt långsammare än inom dem övriga fallen.
Som modell vid gasjämvikter brukar jämvikten nedan ges:
- H2 + I2 ⇄ 2HI
Samtliga tre ämnen existerar gaser. Reaktionen ifrån vänster går fortare ju större koncentration dessa båda ämnen besitter, medan reaktionen ifrån motsats till vänster går fortare ju större koncentration deras vara äger.
Reaktionerna motverkar varandra samt då balans uppnåtts går reaktionerna åt båda håll lika fort.
Förhållandet mellan vara samt reaktanter inom den denna plats reaktionen kunna beskrivas tillsammans ett jämviktskonstant såsom definieras vid nästa sätt:
Jämviktssystem inom olika miljöer
[redigera | redigera wikitext]Jämvikter inom mark
[redigera | redigera wikitext]Försurning existerar då något som är surt i smak eller att vara på dåligt humör ämnen tillförs marker samt vattendrag inom högre takt än vad dem förmå bortföras.
Detta leder mot ökad koncentration från vätejoner. Försurningen orsakas från sålunda kallat ”surt” nederbörd, vilket existerar nederbörd tillsammans med en lägre pH än normalt. Den största orsaken mot surt nederbörd existerar förbränning, inom t.ex. motorer samt fabriker.
Vad innebär enstaka jämvikt?Surt nederbörd liksom medför lägre pH påskyndar urlakningen.
På 1970-talet innehöll dem fossila bränslena höga halter från svavel. detta ledde mot försurning vid bas från för att svavel nära förbränning oxideras mot svaveldioxid, vilket då detta reagerar tillsammans med syre samt dricksvatten bildar svavelsyra. Detta äger en väldigt lågt pH.
2 SO₂(g) + O₂(g) + 2 H₂O(l) → 2 H₂SO₄(aq)
Det likt fullfölja för att försurningen än idag fortsätter trots minskad mängd svavel existerar bland annat salpetersyra likt bildas inom motorer som använder förbränning. nära höga temperaturer reagerar syre samt kväve samt bildar kväveoxid. Detta reagerar inom sin tur tillsammans syrgas samt bildar då kvävedioxid.
Denna löser sig inom en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig såsom finns inom luften samt efter ytterligare några reaktioner bildas den starka salpetersyran. Totalformeln syns nedan.
Surt en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig ifrån nederbörd når senare berggrunden samt orsakar kemisk vittring, då omvandlas mineralen samt löses upp inom vätska.
Berget sönderdelas samt detta leder mot omformningar inom landskap.
Försurning samt lägre pH kommer medföra för att färre växter samt vilt trivs. en försurat grundvatten kommer direkt för att påverka oss människor.
Detta existerar ej reversibla reaktioner. Detta hör ihop tillsammans jämvikten vid således sätt för att oss måste minska reaktanterna på grund av för att produkterna bör minska.
dem starka syrorna såsom protolyseras fullständigt fullfölja massiv skada, koncentrationen från H⁺ ökar samt pH reducerar.
Att minska förekomsten från svaveldioxid existerar möjligt genom för att nyttja mindre svavelhaltiga drivmedel. Syrgas samt kvävgas vilket båda finns inom luften existerar svårare för att minska, dock deras försurande konsekvens förmå hejdas genom undvikande från upphettning mot höga temperaturer.
Detta sker liksom sagt inom motorer som använder förbränning. [1]
När man pratar angående urlakning inom jordbruk samt försurning kontext sålunda menar man då pH-värdena existerar därför låga för att närsalter samt oorganiskajonföreningar inom marken löser sig samt följer tillsammans med vattnet vilket utför marken näringsfattig.
Markpartiklar besitter negativ laddning samt binder positivt laddade joner.
Oxoniumjoner inom vattnet byter ställe tillsammans med dessa joner, detta något som är surt i smak eller att vara på dåligt humör regnet hör alltså mot enstaka massiv sektion vilket orsakar dem lägre pH-värdena samt påskyndar vid därför vis urlakningen. ett ökad koncentration från oxoniumjoner förskjuter jämviktsläget därför för att närsalternas positiva joner störs samt fler markbundna joner löses inom vattnet.
Kemisk balans (equilibrium) existerar då ett kemisk reaktion äger lokal tillsammans identisk reaktionshastighet vilket dess motsatta reaktion.Aluminiumjoner samt järnjoner hör även mot dessa markbundna joner, dem besitter olika oxidationstal (+II alternativt +III) samt olika löslighet beroende vid pH-värdet samt resurser vid syre inom marken.[1]
I marken existerar kalksten mer lättvittrad än urbergetsbergarter. detta omvandlas därför mot finkornigt ämne.
Lera existerar detta finkornigaste materialet inom jorden, detta består från olika silikater vilket existerar kemiska föreningar från kisel samt syre. Alltså finns detta kvarlevor från vittrad kalksten inom lera.
I åkerjord finns detta många kalk, detta innehåller även buffertsystem t.ex. vätekarbonatjoner samt karbonatjoner. Därför är kapabel åkerjordar motstå försurning.
Försurning orsakar korrosionsskador vid rör, ledningar samt betongkonstruktioner inom marken. samtliga dessa skador beror vid förskjutningar från heterogena balans. [1]
Jämvikter inom haven
[redigera | redigera wikitext]Jordens yta existerar mot 71 % övertäckt från vatten[2] samt den största andelen dricksvatten existerar ocean.
eftersom vätska existerar enstaka således resehandling massiv sektion från jordens yta existerar detta ett väldigt nödvändig sektion från koldioxidens kretslopp; havet tar upp enstaka fjärdedel från den koldioxid oss producerar genom för att förbränna fossila drivmedel. Haven ser mot för att koldioxidens inflytande vid klimatet begränsas genom för att åtgärda koldioxidmolekyler inom haven istället på grund av för att stiga upp inom atmosfären samt bidra mot ökad växthuseffekt.
Kolsyra existerar enstaka svag syra. Ju mer koldioxid liksom havet löser ju mer kolsyra kommer bildas samt desto lägre kommer pH-värdet för att bli.
Gaser löser sig enklare inom vätskor tillsammans med nedsänkt temperatur än inom vätskor tillsammans med upphöjd temperatur samt detta beror vid van der Waals-bindningar. inom samt tillsammans den globala temperaturökningen kommer havstemperaturen stiga, främst ytvattnet.
Högre havstemperatur betyder för att mindre andel koldioxid kommer åtgärda sig samt forma kolsyra i enlighet med formeln nedan.
Mindre koldioxid likt löser sig inom haven innebär för att mer stannar inom atmosfären. Koldioxiden liksom redan löst sig inom havsvattnet kommer äga svårare för att hålla kvar sina svaga van der Waals-bindningar vilket fullfölja för att gasen ej är kapabel stanna såsom löst material samt kommer för att släppas ut inom luften vilket leder mot högre koldioxidhalt inom atmosfären.
eftersom koldioxid existerar enstaka växthusgas påverkar ökad havstemperatur den globala temperaturökningen mer.[1]
Sedan 1700-talet besitter pH-värdet sjunka tillsammans 0,1 enheter[1]. Detta innebär för att havet för tillfället äger enstaka 25 % högre oxoniumjonhalt[3]. Koldioxiden likt löses inom havsvattnet stannar nära ytvattnet samt inom grunda en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig vid bas från otillräcklig cirkulation samt olika temperatur inom vattnet.
Detta fullfölja koldioxiden väldigt ojämt fördelad samt vissa delar blir väldigt något som är surt i smak eller att vara på dåligt humör. i enlighet med flera undersökningar ökar även försurningstakten inom haven[1].
I vattenytor råder balans mellan koldioxid inom luften samt koldioxid inom vätska.
CO2 (g) ↔ CO2 (aq)
När koldioxidmolekyler löser sig inom vattnet samt reagerar tillsammans vattenmolekylerna bildas kolsyra.
CO2 (aq) + H2O (l) ↔ H2CO3 (aq)
Kolsyra existerar enstaka svag syra samt ett små sektion protolyseras mot oxoniumjoner samt vätekarbonatjoner.
H2CO3 (aq) + H2O (l) ↔H3O+ (aq) + HCO3- (aq)
Då mer koldioxid tillkommer inom haven, kommer mer koldioxid för att reagera tillsammans vattenmolekylerna samt forma mer kolsyra.
Mer kolsyra inom haven leder mot lägre pH-värde då kolsyra existerar enstaka syra.[4]
Sänkning från pH-värde
[redigera | redigera wikitext]Sänkning från pH-värde leder mot att: -Djur tillsammans kalkskal samt organismer likt koraller får detta svårt för att överleva vid bas från bristande vid kalk[1].
-Havslevande organismers fysiologi påverkas vilket är kapabel leda mot bekymmer tillsammans fortplantning[1].
-Näringskedjor förändras vilket kunna leda mot negativt resultat från biologisk diversitet. Detta förmå även rubba den ömtåliga ekologiska balansen inom världshaven vilket oss människor kommer lida av[1].
Jämvikter inom berggrunden
[redigera | redigera wikitext]Malm existerar enstaka bergart liksom existerar ekonomiskt lönsamt för att utvinna metaller ut ur.
modell vid enstaka malm existerar järnmalm.
Järnmalm bildades genom för att lösta järn(II)-joner inom haven oxiderades mot järn(III)-joner. Järn(III)jonerna bildade svårlösta järnhydroxider vilket gav enstaka fällning.
kemisk balans, dynamiskt villkor vilket innebär för att till varenda tema likt deltar inom jämvikten existerar hastigheterna på grund av dess bildning samt förbrukning lika.Järnhydroxiderna överlagrades från andra bergarter samt bildade mot slutligen järnoxider. Denna process pågick på grund av 3,5–1,8 miljarder kalenderår sedan. Vanliga oxidmalmer existerar hematit Fe2O3, samt magnetit Fe3O4. Ur dessa oxider utvinns järn. [5]
Mineralen kvarts, SiO2, bildades från kiselsyra liksom sedimenterades till ca 3,5–1,8 miljarder tid sedan.
Järnmalm existerar ofta randig från kvarts.
Kalksten existerar ett sedimentär bergart likt kunna åtgärda sig inom surt markvatten vilket innehåller kolsyra: CaCO3 (s)+ H2CO3 (aq) ↔ Ca2+(aq) + 2HCO3- (aq). Reaktionen existerar exoterm samt jämviktsläget förskjuts åt vänster nära tillförsel från värme.
Detta ger fällning från kalk liksom är kapabel kallas pannsten[1].
Jämvikter inom industrin
[redigera | redigera wikitext]Kemisk balans förmå utnyttjas inom industrin eftersom reaktioner kunna optimeras åt en önskat håll liksom inom sin tur ger större processen att extrahera eller ta ut något från den önskade produkten.
Haber-Bosch-metoden existerar ett fabriksmässig skildring från ammoniak liksom existerar enstaka från världens viktigaste industrikemikalier samt används nära beskrivning från exempelvis gödningsmedel samt sprängämnen. detta existerar väldigt eftertraktade varor samt därför önskar industrin optimera ammoniaktillverkningen. Detta går för att utföra tackar vare insikt ifall kemiska jämvikter.[4]
N2 + 3H2 <--> 2NH3 + 92 kJ.
Reaktionen mot motsats till vänster existerar exoterm eftersom den avger energi. enstaka exoterm reaktion gynnas från minskad temperatur, samt därför önskar man äga enstaka nedsänkt temperatur på grund av en maximalt utbyte. Nackdelen tillsammans detta existerar för att reaktionen då går långsammare, dock detta kunna man motarbeta tillsammans med hjälp från katalysator.
till för att tillverka således många ammoniak liksom möjligt önskar man förskjuta jämvikten åt motsats till vänster inom reaktionen. [6]
Jämvikter inom kroppen
[redigera | redigera wikitext]Cellandning påverkar pH inom blodet genom för att koldioxid vilket produceras löser sig samt bildar kolsyra. Detta utför för att jämvikten förskjuts åt motsats till vänster samt pH sjunker.
dock då blodet kommer mot lungorna då går detta ut koldioxid genom diffusion samt kurera ekvationen förskjuts mot vänster samt pH stiger samt normaliseras igen. en överskott från koldioxid inom kroppen kunna leda mot en tillåtelse likt kallas till ”respiratory acidosis.” [1]
Syra-basjämvikter inom kroppen
Vår lekamen existerar beroende från en stabilt pH-värde såsom bör ligga ner vid 7,4, vilket endast tål för att ändras 0,02 pH-enheter innan oss blir sjuka.
Nästan samtliga kemiska reaktioner såsom sker inom kroppen drivs vid från katalysatorer inom form eller gestalt från enzymer, samt på grund av för att dessa enzymer bör behärska fungera precis behövs detta specifika förhållanden, exempelvis temperatur samt pH-värde, samt till för att dessa specifika förhållanden bör råda jämt således behövs detta buffertar på grund av för att hålla ordning.
tackar vare kroppens buffertar kunna oss mot modell tillverka kilovis från koldioxid (CO2) varenda solens tid utan för att pH-värdet ändras mer än marginellt. Utan buffert skulle koldioxiden, såsom bildas genom cellandning (reaktion 1) samt likt löser sig inom dricksvatten samt bildar kolsyra (H2CO3) (reaktion 2) liksom sedan protolyseras samt bildar oxoniumjoner (H3O+) (reaktion 3&4), sänka pH-värdet mer än vad kroppen tål utan för att detta går obemärkt förbi.
Kemisk balans existerar en centralt idé såsom erkänner denna dynamik.C6H12O6 + 6 O2 <--> 6 CO2 + 6 H2O + energi (1)
CO2 (g) + H2O (l) <--> H2CO3 (aq) (2)
H2CO3 (aq) + H2O (l) <--> H3O+ (aq) + HCO3- (aq) (3)
HCO3- + H2O <--> H3O+ + CO32- (4)
[1]
Hemoglobin (Hb), existerar en syrebindande protein likt finns inom röda blodkroppar samt ger blodet dess röda färg.
Man pratar angående oxihemoglobin (syresatt) samt deoxihemoglobin (reducerat hemoglobin, ej syresatt). Hemoglobin består från fyra kopplade aminosyrakedjor liksom kallas globin, inom mitten från dessa finns ett sålunda kallad hemgrupp (som ger själva färgen). inom mitten från dessa hemgrupper finns enstaka järnatom, samt eftersom järnatomer äger förmåga för att ändra sin elektronladdning (balans mellan elektroner samt protoner) sålunda kunna järnet oxideras samt minskas många utmärkt samt därför binder syre samt järn många god.
en bekymmer tillsammans dessa bindningar existerar för att dem existerar sålunda starka. ifall järnet bara flöt runt fritt inom blodet, utan globin alternativt hemgrupper, skulle järnet binda syret samt inte någonsin släppa taget. detta vilket sker existerar för att hemoglobinet ändrar sin struktur på grund av för att behärska ta upp samt sedan släppa syre.
Detta kallas konformation samt sker ursprunglig inom lungorna vilket existerar enstaka syrerik miljö, då ändrar hemoglobinet sin struktur på grund av för att tillåta järnet för att binda syre, sen då hemoglobinet märker för att detta existerar inom ett syrefattig miljö (vävnaderna) sker ett konformationsförändring igen samt hemgruppen samt järnet släpper iväg syret.
Denna konformationsförändring utför detta enklare på grund av koldioxid för att binda sig mot blodet samt hemoglobinet existerar enstaka kunnig vid just denna arbetsuppgift - för att transportera syre ifrån lungorna mot vävnaderna, samt koldioxid ifrån vävnaderna mot lungorna. Hemoglobinet existerar enstaka från dem buffertar liksom ser mot för att kroppen ej får på grund av många koldioxid.
Jämvikten existerar baserad vid denna process samt jämvikten skrivs såhär: HHb(aq) + O2(g) + H2O(l) ↔ HbO2-(aq) + H3O+(aq) då hemoglobinet binder syre förskjuts jämvikten åt motsats till vänster eftersom oxoniumjonkoncentrationen blir lägre, samt sen förskjuts den igen åt vänster då hemoglobinet släpper syre. [1]
Emaljen inom våra tänder existerar uppbyggd från hydroxiapatit (Ca5(PO4)3OH).
detta existerar svårlösligt inom vätska, därför löses våra tänder ej upp. Olika pH inom munnen påverkar jämvikterna vid olika sätt, därför existerar detta viktigt för att pH inom kroppen existerar stabilt.
Om oss tar koncentrationerna från ämnena mot motsats till vänster samt delar tillsammans med koncentrationerna från ämnena mot vänster kommer oss erhålla ut ett kvot mellan ämnena vid motsats till vänster samt vänster sida.då pH existerar lågt inom munnen reagerar hydroxiapatiten tillsammans med oxoniumjoner samt då förskjuts jämvikten åt motsats till vänster. då detta sker löses emaljen upp samt då finns fria kalciumjoner samt vätefosfater inom saliven.
Sänkning från pH inom kroppen kunna man erhålla angående man äter många liksom existerar syrabildande, mot modell bär, mjölkprodukter alternativt proteiner.
Den viktigaste orsaken mot för att emaljen löses upp existerar vid bas från syror liksom utsöndras från bakterier. då bakterier vid tänderna förökar sig bildas plack (kolonier från bakterier). Bakterierna omvandlar sötningsmedel samt kolhydrater mot syror liksom fullfölja för att pH-värdet sjunker. detta existerar då emaljen får frätskador liksom sedan leder mot för att oss får hål inom tänderna, karies.
Flourapatit (Ca5(PO4)3F existerar ett förening mellan kalciumjoner, fosfatjoner samt fluoridjoner. då man borstar tänderna tillsammans med fluortandkräm alternativt sköljer tillsammans fluorlösning omvandlas tandemaljen mot fluorapatit på grund av för att detta sker enstaka jonbytesreaktion var hydroxiapatit tar enstaka fluoridjon samt bildar fluorapatit i enlighet med formeln Ca5(PO4)3OH (s) + F- (aq) ↔ Ca5(PO4)3F (s) + OH- (aq).
Fluorapatit kunna motstå syror förbättrad än hydroxiapatit, därför skyddar fluor mot karies. [1]