Hemijski parametri radne i životne sredine

1. UVOD

Najraniji pokušaji da se objasni težnja za dešavanjem neke reakcije bili su izražavani izrazima afiniteta reagujuće supstance. Mnoge reakcije su reverzibilne, što znači da se mogu dešavati u jednom i u drugom pravcu, zavisno od eksperimentalnih uslova.
Kod takvih reakcija postiže se stanje ravnoteže pri kome je reakcija nedovršena. Mislilo se da je ta ravnoteža statička i da u tom stanju sve reakcije prestaju. Na osnovu svojih razmatranja mehanizma esterifikacije alkohola koncentrovanom sumpornomkiselinom, Williamson (1850) je došao do zaključka da je hemijska ravnoteža dinamička, a reakcije izgledaju stacionarne usled toga što se i direktni i suprotni procesi dešavaju istom brzinom.

Da bi se razumela prava priroda afiniteta, nije bilo dovoljno poznavati prvi zakon termodinamike, koji podrazumeva samo toplotu reakcije ΔH kao pokretačku energiju hemijske reakcije.
Pravo merilo afiniteta i spontanosti hemijskih reakcija vezano je za drugi zakon termodinamike.
Spontani procesi su praćeni smanjenjem slobodne entalpije ( ΔG<0) i povećanjem entropije ( ΔS>0).
Termodinamička ravnoteža: svi procesi (i fizički i hemijski) u prirodi odigravaju se zbog težnje sistema da postigne ravnotežno stanje u kome ostvaruje maksimum entropije i minimum slobodne entalpije (energije).

1

2. Dinamička priroda ravnoteže
Ravnoteža uključuje suprotne procese koje se dešavaju jednakim brzinama.

Koncentracije reaktanata i produkta ostaju konstantne.
2.1 Ilustracija dinamičke ravnoteže

Molekule šećera koje su otopljene u ledenom čaju i molekule šećera u kristalima na dnu čaše su u ravnoteži.
Molekularna ravnoteža ovog tipa nije statična.

Hemijska ravnoteža je dinamičko stanje u kojem se procesi konstantno odvijaju, ali pod tačno jednakim brzinama.

U čaši sa ledenim čajem nove molekule šećera se konstantno otapaju, a druge molekule šećera se konstantno kristaliziraju iz rastvora, ali je brzina
svakog od ova dva procesa ista.
Nema ukupne promene u broju molekula šećera koje su rastvorene u ledenom čaju ili koje leže na dnu čaše. Drugim rečima, na svaku molekulu koja se
rastvori, jedna molekula izkristalizira iz rastvora.

2

U hemijskim terminima, proces rastvaranja šećera u ledenom čaju može se predstaviti jednačinom: