חוק ההמונים הפעילים. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

גילויים מדעיים חשובים ביותר
ספרייה חינם / מדריך / התגליות המדעיות החשובות ביותר

חוק ההמונים הפעילים. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

התגליות המדעיות החשובות ביותר

חוק הפעולה ההמונית נכלל בספרות המדעית והחינוכית כאחד מחוקי היסוד של הכימיה. העובדה שתהליך האינטראקציה הכימית תלוי במספר המסות הפעילות אושרה על ידי עובדות המגיעות הן מתחום הכימיה האורגנית והאי-אורגנית. G. Rose (1851), R. Bunsen (1853), D. Gladstone (1855) סיפקו חומר להוכחת קיומן של טרנספורמציות כימיות הפיכות ואת האפשרות לשנות את כיוון התגובה על ידי בחירת התנאים המתאימים למהלך שלה. הכימאי הצרפתי סן-קלייר דוויל (1818-1881) הוכיח ב-1857 שהפירוק של תרכובות כימיות יכול להתחיל אפילו מתחת לטמפרטורה של הפירוק המלא שלהן.

בזמן הגילוי הזה, אנרי אטיין סנט-קלייר דוויל כבר היה פרופסור בבית הספר הגבוה לנורמליות בפריז. ב-1861 הפך לחבר באקדמיה למדעים של פריז. סנט קלייר דוויל היא שפיתחה את השיטה התעשייתית הראשונה לייצור אלומיניום (1854). המדען הצרפתי גם הציע שיטה חדשה להתכה ולזיקוק פלטינה. הוא גם סינתז מינרלים שונים. מעניין שבשנת 1869 נבחרה סנט קלייר דוויל לחבר מקביל באקדמיה למדעים של סנט פטרבורג.

לכן, במאמר משנת 1857 "על פירוק, או פירוק ספונטני של חומרים בהשפעת חום" (1857), הראה סנט קלייר דוויל כי בהשפעת הטמפרטורה, אדי מים מתפרקים לחמצן ומימן בנקודת ההיתוך. של פלטינה (1750 מעלות צלזיוס) ובנקודת ההתכה של כסף (950 מעלות צלזיוס).

מאוחר יותר, בהרצאות על דיסוציאציה שניתנו בשנת 1864 לאגודת הכימיה הצרפתית, מנסח סן-קלייר דוויל את המסקנה הסופית של ניסויו: "הפיכת אדי מים לתערובת של מימן וחמצן היא שינוי מצב מוחלט התואם למצב מסוים. טמפרטורה, וטמפרטורה זו קבועה במהלך המעבר ממצב אחד לאחר, בכל כיוון ששינויים אלו עשויים להתרחש. "את התופעה הזו של פירוק ספונטני של מים, אני מציע לכנות דיסוציאציה".

יצוין כי הגדרה זו כיסתה רק מקרים "בהם הפירוק מתבצע באופן חלקי ובטמפרטורה נמוכה מהטמפרטורה המתאימה להרס המוחלט של המתחם".

המדען הצרפתי הראה שחלק מהתרכובות, אפילו היציבות ביותר, מתנתקות בקלות בטמפרטורות גבוהות (1200-1500 מעלות צלזיוס). ניתן לשלוט על שיווי המשקל הכימי שנוצר במקרה זה על ידי שינוי הטמפרטורה והלחץ.

סנט קלייר דוויל הציע גם שיטה ל"התקשות" של תגובות כימיות. "התברר", כותב יו. "הצינור חם-קר" היה כדלקמן. דרך צינור חרסינה שחומם לטמפרטורה גבוהה, גז הבדיקה הועבר לאט. במרכז צינור החרסינה עבר צינור כסף דקיק אשר זרמו מים קרים.במעבר דרך צינור חרסינה לוהט בכיוון ההפוך, הושקע פחמן חד חמצני על פחמן כסף בצינור, וכסף כלוריד התקבל על ידי העברת מימן כלורי.V.

סנט קלייר דוויל קשר שיווי משקל כימי עם שני תהליכים תלויים זה בזה: שילוב ופירוק. עבודותיו על דיסוציאציה תרמית היו בעלות חשיבות עליונה להמשך הפיתוח של תורת שיווי המשקל הכימי.

"... מחקריו של אנרי סן-קלייר דוויל, המוקדשים לתופעת הדיסוציאציה", כתב ג'יי דיומא, "הם הרכישה הגדולה ביותר לא רק של כימיה, אלא גם של פיזיקה. הודות לגילוי תופעת הבירה הזו ( דיסוציאציה תרמית. - בקירוב אוט.), הוא גילה דרך חדשה במדע - נתיב ההתכנסות של תופעות כימיות עם תופעות פיזיקליות בלבד.

עבודתו של סנט קלייר דוויל על דיסוציאציה זכתה להערכה רבה על ידי יורשו, הכימאי הפיזיקלי הרוסי N. N. Beketov. הם מהווים לא רק "עידן היסטורי בהתפתחות הכימיה", אלא גם "פנייה לכיוון של חקר הכימיה. מאז החל שוב המחקר (הכמעט נטוש) של תופעות כימיות (במקום הכמעט בלעדי חקר ההרכב והמבנה של תרכובות), כלומר, חקר הכימיה הסטטית הלך זה לצד זה עם חקר הכימיה הדינמית.

ניקולאי ניקולאיביץ' בקטוב (1827–1911) סיים את לימודיו באוניברסיטת קאזאן ב-1848. מ-1859 עד 1887 היה פרופסור לכימיה באוניברסיטת חרקוב. בשנת 1886, ניקולאי ניקולאביץ' הפך לאקדמאי של האקדמיה למדעים של סנט פטרבורג. העבודות העיקריות של המדען מוקדשות לחקר הטבע של זיקה כימית, שיווי משקל כימי ותרמוכימיה. בשנת 1864, בקטוב ארגן מחלקה פיזיקלית וכימית בפקולטה לפיזיקה ומתמטיקה של אוניברסיטת חרקוב, שם הוא עצמו נתן קורס שיטתי של הרצאות על כימיה פיזיקלית.

בשנים 1859-1865 חקר בקטוב את התלות של תופעות של עקירה של אלמנטים מסוימים על ידי אחרים בתנאים פיזיקליים חיצוניים (טמפרטורה, לחץ וכו'). על הדוגמה של אחת התגובות - עקירה של מתכות מתמיסות של מלחים שלהן על ידי מימן - הוא הראה ש"פעולה זו של מימן תלויה בלחץ הגז ובחוזק תמיסת המתכת, או, במילים אחרות, על המסה הכימית של הגוף המשוחזר." הוא מצא כי "הפעולה הכימית של גזים תלויה בלחץ ובהתאם לגודל הלחץ, אף יכולה להתבצע בכיוון ההפוך". המדען מבהיר את העמדה בכך שפעולת הגז פרופורציונלית ללחץ או למסה. ללא ספק, נתוני המחקר של המדען הרוסי היו בעלי חשיבות רבה לפיתוח התיאוריה של שיווי משקל כימי ולהכנת גילוי חוק הפעולה ההמונית.

ב-1862 הופיעה עבודתם של מ' ברת'לוט ול' פין דה סנט-ז'יל, המסכמת כמות גדולה של חומר עובדתי על התלות של גבול תגובות האסטריפיקציה והסיבה בכמויות החומרים המקיימים אינטראקציה - "מחקרים על זיקה. על היווצרות ופירוק של אתרים."

הצעד הבא נעשה על ידי אנרי דברה (1827-1888), כימאי צרפתי שעבד בשנים 1855-1868 כעוזר לסנט-קלייר דוויל בבית הספר הנורמלי הגבוה. בשנים 1867-1868 מורה באקול פוליטכניק בפריז עושה הכללה שהלחץ של מרכיב גז או מרכיבים המתקבלים בתהליך הדיסוציאציה הוא קבוע בכל טמפרטורה נתונה ואינו תלוי בכמות החומר המקורי שעבר הִתפָּרְקוּת. Debreux הראה שבמקרים רבים כאשר מוצק מתנתק, לחץ הניתוק אינו תלוי בכמות החומרים הקיימים, אלא רק בטמפרטורה.

בתחילה נעשו ניסיונות לקבוע את מקדמי הזיקה לכל יחס של מסות נלקחות בנפרד. עם זאת, מאוחר יותר עולה הרעיון למצוא דרך כללית לחשב את תנאי שיווי המשקל עבור כל כמות של מגיבים.

קאטו מקסימיליאן גולדברג (1836–1902), פיזיקו-כימאי נורבגי, פרופסור לטכנולוגיה באוניברסיטת כריסטיאניה (כיום אוסלו), ופיטר וואאג' (1833–1900), כימאי נורווגי, פרופסור לכימיה באוניברסיטת כריסטיאניה, הציגו את שיווי משקל בשנים 1862-1867 תגובת חליפין הפיכה כשוויון של שני כוחות זיקה הפועלים בכיוונים מנוגדים. המחברים ניסחו בצורה מתמטית את חוק הפעולה ההמונית, תוך שהם בנו את התיאוריה שלהם על מצב שיווי המשקל הכללי, ובכך הם הסתמכו על הנתונים הניסויים של מ. ברת'לוט ו-Pean de Saint-Gilles, כמו גם על התוצאות שלהם. הם דבקו בפרשנות המכנית של טבעם של כוחות הזיקה שאומצה בשנות השישים.

גולדברג וויאג כתבו: "אנו מאמינים שכדי לקבוע את גודל הכוחות הכימיים, יש צורך לחקור תהליכים כימיים תמיד בתנאים כאלה ששני הכיוונים ההפוכים שלהם באים לידי ביטוי בו-זמנית... אם נניח ששני כוחות מנוגדים פועלים בתהליך כימי נתון: האחד, נוטה ליצור חומרים חדשים, והשני הוא לשחזר את התרכובות המקוריות מאלה חדשים, אז ברור שכאשר הכוחות הללו בתהליך הכימי הופכים זהים, המערכת נמצאת בשיווי משקל.

בשנת 1867, במונוגרפיה שלהם "חקירות על כוחות הזיקה הכימית", הראו גולדברג וויאג' שתגובות כימיות מתרחשות הן קדימה והן בכיוון ההפוך. "הכוח הגורם להיווצרות של A ו-B גדל ביחס למקדם הזיקה לתגובה A + B = A' + B', אך יתר על כן, זה תלוי במסה של A ו-B. הסקנו מהניסויים שלנו ש הכוח פרופורציונלי למכפלת המסות הפועלות שני גופים A ו-B ... "כוחות" של תגובות ישירות והפוכות מאוזנים..." זהו חוק המסות הפועלות.

גולדברג וויאג מסיימים את עבודתם באופן הבא: "למרות שלא פתרנו את בעיית הזיקה הכימית, אנו מקווים שהבענו תיאוריה כללית של תגובות כימיות, כלומר השיקול של אותן תגובות שבהן לוקח מצב של שיווי משקל בין כוחות מנוגדים. מקום ... מטרת עבודתנו הייתה להראות , ראשית, שהתיאוריה שלנו מסבירה תופעות כימיות באופן כללי, ושנית, שהנוסחאות המבוססות על תיאוריה זו מתאימות למדי עם ניסויים כמותיים ... כל הרצונות שלנו יתגשמו אם, באמצעות עבודה זו, היה לנו זמן למשוך את תשומת לבם הרצינית של כימאים לענף של כימיה שללא ספק הוזנח מדי מאז תחילת המאה הזו."

בשנת 1879 הופיע מאמר חדש מאת גולדברג וויאג' - "על זיקה כימית". כאן, מדענים נותנים הסבר מולקולרי-קינטי של תגובות כימיות ושיווי משקל במקום רעיונות על פעולתם של "כוחות סטטיים". מסבירים את תהליך שיווי המשקל של תגובות מנוגדות, המחברים מאמינים כי "אין די בהנחה פשוטה לגבי כוחות המשיכה בין חומרים או חלקיהם המרכיבים... יש צורך לקחת בחשבון את התנועה של אטומים ומולקולות ... מצב שיווי המשקל המתרחש בתהליכים כימיים כאלה הוא שיווי המשקל הנייד המצב, שכן שתי תגובות כימיות הפוכות מתרחשות בו זמנית: לא רק היווצרות של A' ו-B' ממשיכה, אלא גם היווצרות הפוכה של A ו-B. אם כמויות שוות מכל אחד מהזוגות הללו נוצרים ליחידת זמן, יש שיווי משקל.

בהתבסס על הפרשנות שלהם לשיווי משקל כימי, גולדברג וויאג' נותנים לראשונה גזירה קינטית של חוק הפעולה המונית. הם מסיקים שקצב התגובה נקבע על פי ההסתברות להתנגשות של חלקיקים המקיימים אינטראקציה.

בשנת 1880 הופיעו מספר רב של יצירות התומכות בחוק הפעולה ההמונית. לאחר מכן, ניתן היה לקבוע את חוסר תחולתו של חוק זה על מערכות לא אידאליות. ה"מודרניזציה" של נוסחת הריכוז אפשרה ליישם בהצלחה את חוק הפעולה ההמונית כדי לחקור את שיווי המשקל של תגובות כימיות. כיום, החוק משמש כמשוואה הבסיסית של קינטיקה כימית המשמשת לחישוב תהליכים טכנולוגיים.

מחבר: סאמין ד.ק.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף התגליות המדעיות החשובות ביותר:

▪ חשמל בבעלי חיים

▪ ביוספרה

▪ סיווג צמחים

ראה מאמרים אחרים סעיף התגליות המדעיות החשובות ביותר.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

רמקול אלחוטי Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

בעולם של טכנולוגיית אודיו מודרנית, היצרנים שואפים לא רק לאיכות צליל ללא דופי, אלא גם לשילוב פונקציונליות עם אסתטיקה. אחד הצעדים החדשניים האחרונים בכיוון זה הוא מערכת הרמקולים האלחוטיים החדשים Samsung Music Frame HW-LS60D, שהוצגה באירוע 2024 World of Samsung. ה-Samsung HW-LS60D הוא יותר מסתם מערכת רמקולים, זו אומנות הסאונד בסגנון המסגרת. השילוב של מערכת 6 רמקולים עם תמיכה ב-Dolby Atmos ועיצוב מסגרת תמונה מסוגנן הופכים את המוצר הזה לתוספת המושלמת לכל פנים. ה-Samsung Music Frame החדש כולל טכנולוגיות מתקדמות לרבות Adaptive Audio המספק דיאלוג ברור בכל רמת עוצמת הקול, ואופטימיזציה אוטומטית של החדר לשחזור אודיו עשיר. עם תמיכה בחיבורי Spotify, Tidal Hi-Fi ו-Bluetooth 5.2, כמו גם אינטגרציה של עוזר חכם, הרמקול הזה מוכן לספק לך ... >>

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מערכת אחסון דיסק אופטי בנפח 300 ג'יגה-בייט 16.03.2016

פנסוניק חשפה מערכת אחסון דיסק אופטי אופטי בנפח 300GB אופטימלית בפסגת OCP שהתקיימה ב-9 וב-10 במרץ בסן חוזה, קליפורניה, ארה"ב. המוצר החדש צפוי לצאת לשוק במחצית השנייה של 2016 וישמש בדור הבא של מרכזי נתונים עתירי ביצועים, שם הוא ישלים את כלי אחסון הדיסק הקשיח והקלטות המסורתיים.

מערכת הדיסק האופטי של Panasonic כבר נמצאת בשימוש תאגידים וסוכנויות ממשלתיות שפעילותם דורשת אחסון נתונים לטווח ארוך. ההכרזה על מערכת ה-freeze-ray, שפותחה ונבדקה במרכזי הנתונים של ספק שירותי ענן בארה"ב, התקיימה בתערוכת CES 2016 בלאס וגאס, ארה"ב. הדור הראשון של המערכת השתמש בתקליטורי Blu-ray בנפח 100 GB.

כדי להגדיל את קיבולת האחסון, מערכת ההקפאה האופטימלית משתמשת בתקליטורי ארכיון בנפח 300 GB, המספקים אחסון של 1,9 PB (1 פטה-בייט = 1 טרה-בייט) במתלה סטנדרטית בגודל 000 אינץ'.

כפי שצוין ב- Panasonic, מרכזי נתונים זקוקים לכלים לאחסון נתונים מאובטח במשך עשורים רבים. דיסקים ארכיוניים שאינם ניתנים לכתיבה עומדים בדרישות אלה. בהיותם נושאי WORM (Write Once Read Many), הם מבטיחים את חוסר האפשרות להחליף או לזייף נתונים קיימים ואת חיי המדף המשוערים של למעלה מ-100 שנים, אומרת החברה. ניתן להשתמש בכוננים בטמפרטורת החדר, מה שמפחית את עלויות החשמל של מרכז הנתונים.

בהמשך, Panasonic מתכננת להרחיב את הקיבולת של דיסק הארכיון ל-500 GB ו-1 TB כדי ליצור מערכות אחסון גדולות עוד יותר בהיקף של כמה פטה-בייט. השימוש ב-freeze-ray יתרום להמשך התפתחותם של מרכזי נתונים ויקטין את עלות עיבוד הנתונים והאחסון.

עוד חדשות מעניינות:

▪ המוזרויות התרבותיות של התפיסה מופיעות עד גיל שנתיים

▪ גם המוח המלאכותי צריך שינה

▪ בקר Renesas R9A02G011

▪ מערכת קירור מעבד SilentiumPC Spartan 4 Max Evo ARGB

▪ יועץ מהגן

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אבטחה ובטיחות. בחירת מאמרים

▪ יום שם המאמר על אנטון ואונופרי. ביטוי עממי

▪ מאמר לאיזו חיה יש טביעות אצבע כמו לאדם? תשובה מפורטת

▪ מאמר קביעת רוחב הנהר בשלבים. טיפים לתיירים

▪ מאמר מאת Bratuni. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר הבחירה של מנגנון ומוליכים חשמליים בתנאים של קצר חשמלי. בחירת מוליכים ומבודדים, אימות של מבנים נושאי עומס בתנאי הפעולה הדינמית של זרמי קצר חשמלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר