Особенности гетерогенного процесса

1. имеется перенос вещества их фазы в фазу;

2. процесс состоит из ряда последовательных этапов (стадий);

3. из-за этих особенностей усложняется составление математического описания. Должна быть отраженамакрокинетика процесса, т.е. должен быть отражен тот факт, что на общую скорость гетерогенного процесса влияют скорость отдельных стадий. Это учитывается в коэффициенте скорости (коэффициенте массопередачи) в уравнении скорости для гетерогенного процесса

Вопрос 29

Если несколько одновременно существующих равновесий не зависит друг от друга, то их можно рассматривать как изолированные: смещение равновесия в одном из них не влечет за собой изменение положения равновесия в другом.

Если в одновременно существующих равновесиях имеется несколько тождественных по типу химической реакции частиц, то их можно рас- сматривать как совмещенные (сопряженные, конкурирующие): изменение положения в одном из них влечет за собой изменения и в других. Таким образом, процессы, развивающиеся в системах, содержащих несколько тождественных частиц, конкурируют между собой.

Пример 1: а) NH3 + Н2О NН4 + ОН–

осн-е 1 кис-та 2 кис-та 1 осн-е 2

б) СН3NH2 + Н2О СН3NН3 + ОН–

осн-е 1 кис-та 2 кис-та 1 осн-е 2

Согласно справочным данным рKа(NН4 ) = 9,24; рKа(СН3NН3 ) = 10,66. Так как рKа(СН3NН3 ) > рKа(NН4 ), следовательно СН3NН3 более слабая кислота, чем NН 4 и, соответственно, СН3NH2 более сильное основание по сравнению с NH3, поэтому метиламин будет подавлять ионизацию аммиа- ка. Пример 2: а) СН3СООН + Н2О СН3СОО– + Н3О+

кис-та 1 осн-е 2 осн-е 1 кис-та 2

б) НСООН + Н2О НСОО– + Н3О+

кис-та 1 осн-е 2 осн-е 1 кис-та 2

Согласно справочным данным рKв(СН3СОО–) = 9,24; рKв(НСОО–) = 10,25. Так как рKв(СН3СОО–) < рKв(НСОО–), следовательно, НСОО– более слабое основание, чем СН3СОО– и, соответственно, НСООН более сильная ки- слота по сравнению с СН3СООН, поэтому муравьиная кислота будет по- давлять ионизацию уксусной кислоты.

Конкурирующие гетерогенные процессы: конкуренция за катион или анион Осаждение малорастворимых соединений идет дробно. Вначале осаждается наиболее трудно растворимое соединение, константа раство- римости которого достигается при наименьшей концентрации осаждаю- щего реагента, а затем осаждаются другие соединения в порядке возраста- ния их констант растворимости.

Формирование костной ткани I стадия Са+2 + НРО 2 4 = СаНРО4 Ks = 2,7 10–7

II стадия 3СаНРО4 + Са(ОН)2 = Са3(РО4)2 СаНРО4 + 2Н2О Ks(Са4Н(РО4)3)= 1,3 10–47

III стадия Са4Н(РО4)3 + Са(ОН)2 = Са5(РО4)3ОН + Н2О Ks(Са5(РО4)3)OH) = 1,6 10–58 Са5(РО4)3ОН – минеральная основа костной и зубной ткани (гидро- ксофосфат или гидроксоапатит) Са5(РО4)3F – минеральная основа зубной эмали остеобласты (рН=8,3) минерализация 5Са2+ + 3НРО2 4 + 4ОН– Са5(РО4)3ОН + 3H2О деминерализация остеокласты Образование костной ткани согласно принципу Ле Шателье проис- ходит при смещении равновесия вправо. Способствующие этому факторы: щелочность среды (в остеобластах рН = 8,3), повышенная концентрация фосфат-анионов, образующихся при гидролизе сложных эфиров фосфор- ной кислоты, углеводов, аморфного Са3(РО4)2, более растворимого, чем гидроксоапатит. Разрушение костной ткани происходит в остеокластах при смещении равновесия влево. Способствующие этому факторы: уменьшение рН, уве- личение концентрации лактатов, цитратов и белков, комплексно связы- вающих ионы Са+2.