השינוי באנרגיה החופשית של גיבס בתגובה כימית תלוי בפוטנציאליים הכימיים של המגיבים. בשיווי משקל formula_5 נמצא באקסטרמום ו- formula_14 בהכרח שווה ל-0. השינוי formula_15 במספר המולקולות של המרכיבים formula_8 פרופורציונלי למקדמים הסטוכיומטרים formula_17 במשוואת התגובה הכימית formula_18. ניתן גם לרשום את formula_15 בצורה הבאה:
formula_20
כאשר formula_21 מציין את מספר הפעמים שהריאקציה התרחשה. הביטוי לדיפרנציאל formula_14 הופך להיות:
formula_23
בשיווי משקל כימי formula_24, ולכן נקבל לבסוף את הקשר:
formula_25
זהו התנאי לשיווי משקל כימי בטרנספורמציה ליניארית (שינוי) של חומרים בלחץ וטמפרטורה קבועים.
עתה נדון במקרה של שיווי משקל כימי עבור גזים אידיאליים, עד כה הגענו לצורה כללית עבור התנאי לשיווי משקל כימי כאשר הנחנו שכל אחד מהמשתתפים בתגובה מתנהג כמו גז אידיאלי. נכתוב שוב את הביטוי לפוטנציאל הכימי של המרכיבים formula_8 הפעם באופן הבא:
formula_27
כאשר formula_28 הוא הריכוז של המרכיב ה- formula_8 וכן formula_30, אשר תלוי בטמפרטורה אך לא בריכוז (כאן formula_31 הוא פונקציית החלוקה הפנימית).
עתה ניתן לרשום את התנאי לשיווי משקל באופן הבא:
formula_32
או באופן שקול:
formula_33
את האגף השמאלי ניתן לרשום כ:
formula_34
ואת האגף הימני ניתן לרשום כ:
formula_35
כאשר formula_36 נקרא קבוע שיווי המשקל, הוא כפונקציה של הטמפרטורה בלבד. הצבה מפורשת של הביטוי ל- formula_37 (המופיע מעלה) תוביל ל:
formula_38
וזאת מכיוון שהאנרגיה החופשית הפנימית היא formula_39. נקבל לבסוף מקשרים אלו את חוק פעולת המסות:
formula_40
המשמעות של תוצאה זו היא שהתוצר המתקבל מריכוזי המגיבים הוא פונקציה של הטמפרטורה בלבד. שינוי בריכוז של אחד מהמגיבים יוביל בהכרח לשינוי בשיווי המשקל עבור אחד (או יותר) מהמגיבים האחרים. כדי לחשב את קבוע שיווי המשקל formula_41, חיוני לבחור באופן עקבי את האפס של האנרגיה הפנימית עבור כל מגיב. יש צורך בעקביות כאן מכיוון שהערך של כל פונקציית חלוקה formula_31 תלוי בבחירה שלנו עבור האפס של מצבי האנרגיה העצמיים. האפסים השונים עבור המגיבים השונים חייבים להיות קשורים כדי לתת את הפרש האנרגיה או הפרש האנרגיה החופשית בתגובה. לא קיים קושי בביצוע הדבר, אך זה לא קורה ללא מאמץ מודע שלנו. לתגובת דיסוציאציה כמו &lt;chem&gt;H_2 &lt;=&gt; 2H&lt;/chem&gt; לדוגמה, ההליך הפשוט ביותר הוא לבחור את אפס האנרגיה הפנימית של כל חלקיק מרוכב (כאן &lt;chem&gt;H_2&lt;/chem&gt; היא המולקולה) כך שיתאים לאנרגיה של החלקיקים המנותקים (כאן &lt;chem&gt;2H&lt;/chem&gt;) במנוחה. בהתאם לכך אנו מציבים את האנרגיה של מצב האפס של החלקיק המרוכב ב- formula_43, כאשר formula_44 הוא האנרגיה הנדרשת בתגובה כדי לנתק את החלקיק המרוכב למרכיביו ונלקחת כגודל חיובי.
חשוב לשים לב לעובדה שהאנרגיה לאחר הריאקציה הכימית של המרכיבים היננה נמוכה יותר, אך לא כל המגיבים יהפכו לתוצרים אפילו אם הריאקציה ספונטנית. זה נובע משיקולי אנטרופיה ולא רק אנרגיה (אנו דנים במערכת ששואפת למינימזציה של פונקציית האנרגיה של גיבס).
הרחבה לפיתוח החוק (כולל דוגמה).
נתבונן בבעיות של מגיבים ו, והריכוזים שלהם במצב של שיווי משקל, לדוגמה חמצון של גלוקוז נרשם באופן הבא:
&lt;chem&gt;{C_6H_{12}O_6} +6O_2 \longrightarrow {6H_2O} + 6CO_2&lt;/chem&gt;
כאשר באגף שמאל מופיעים המגיבים ובאגף ימין התוצרים. זהו התהליך ההפוך לפוטוסינתזה (בו צמחים הופכים פחמן ומים בעזרת האור שמגיע מהשמש לגלוקוז וחמצן).
ניתן לרשום את התהליך גם באופן הבא:
&lt;chem&gt;-C_6H_{12}O_6 -6O_2 + 6H_2O + 6CO_2=0&lt;/chem&gt;
או באופן כללי:
formula_45
כאשר formula_3 הם החומרים ו- formula_47 הם המקדמים הסטוכיומטרים המתאימים להם (בדוגמה המוצגת formula_48).
נרצה למצוא את היחס בין המגיבים לבין התוצרים בשיווי משקל כאשר מערבבים מגיבים ביחס הסטויכיומטרי הנכון. לרוב, לא כל המגיבים הופכים לתוצרים, גם אם הריאקציה ספונטנית, וזאת משיקולי אנטרופיה. לכל מולקולה אנרגיית גיבס לחלקיק (פוטנציאל כימי), והחלקיקים עוברים דיפוזיה ממצב אחד למצב אחר. מספר החלקיקים תלוי ביחסים הסטויכיומטריים. מכיוון שאנו דנים במשתנים: formula_49, (כאשר formula_50 הוא מספר החלקיקים במערכת, formula_51 הוא הלחץ במערכת, ו- formula_52 היא הטמפרטורה במערכת), הפונקציה הרלוונטית היא אנרגיית גיבס. בשיווי משקל formula_5 (אנרגיית גיבס) מינימלית ולכן formula_54:
formula_55
formula_56 קשורים על ידי היחסים הסטויכיומטריים באופן הבא: formula_57, כאשר formula_58 הוא מספר הפעמים שהריאקציה התרחשה, כדאי לשים לב שסימן המקדמים תלוי בכיוון הריאקציה. קיבלנו חוק כללי לתהליכים/ ריאקציות ב- formula_59 ידועים, במצב של שיווי משקל:
formula_60
עבור המקרה הפרטי של ריאקציה כימית בתמיסות דלילות (קירוב גז אידיאלי) מתקיים: formula_61 ; formula_62 ; formula_63.
במקרה זה יודעים את formula_64 כאמור הפוטנציאל הכימי על ידי הקשר:
formula_65
הקירוב מניח שכאשר החומרים רחוקים, הם לא משפיעים זה על זה. נציב את הביטוי שקיבלנו עבור הפוטנציאל הכימי בתהליכים אלו בקשר מעלה ונקבל:
formula_66
formula_67
formula_68
כעת נגדיר גודל אופייני לריאקציה: formula_69, קבוע הריאקציה (והוא תלוי למעשה בריכוזים הקוונטים של החומרים), וכן נקבל את התנאי לשיווי משקל:
formula_70
חוק זה נוסח על ידי המדענים הנורווגים גולדברג וואגה, ונקרא חוק פעולת המסות.
אגף ימין מכונה גם קבוע שיווי המשקל הכימי, ונתון גם על ידי הקשר:
formula_71
כאשר:
formula_72- מסת המולקולה
formula_73- טמפרטורת המערכת
formula_74- קבוע פלאנק
formula_75- פונקציית החלוקה הפנימית המכילה מידע על המבנה הפנימי של המולקולת
formula_76- המקדמים הסטוכיומטרים
דגשים:
אם ידוע קבוע שיווי המשקל, ניתן לדעת את ריכוזי החומרים במערכת בכל טמפרטורה. את הפונקציות formula_75 ניתן לקבוע מתוך ניסויים, באמצעות ספקטרום הבליעה והפליטה של המולקולות השונות ניתן לדעת את הפרשי האנרגיה שבין הרמות השונות במולקולות הדרושים לחישוב פונקציית החלוקה הפנימית. על ידי מדידות אלו ניתן לנבא את קבוע שיווי המשקל של ריאקציה כימית.
ניתן לרשום את חוק פעולת המסות גם בניסוח המודרני:
formula_79
כאשר:
formula_41- קבוע שיווי משקל
formula_81- מקדמים סטויוכיומטריים לתגובה
formula_82- ריכוז מגיב A
formula_83- ריכוז מגיב B
formula_84- ריכוז A
formula_85- ריכוז B
לסיכום, חוק זה מבטא את הקשר בין קבוע שיווי-המשקל הכימי formula_41 לריכוזי החומרים במערכת בכל טמפרטורה, ועל כן הוא מהווה חוק חשוב בתחומים השונים.
יישומים בתחומים אחרים.
חוק זה חל גם על מוליכים למחצה, ולכן יש לו כמה השלכות חשובות בתחומי האלקטרוניקה ופיזיקת המוליכים למחצה. כאן חוק פעולת המסות מספק קשר בין ריכוזי חורי האלקטרונים ואלקטרונים חופשיים כאשר מערכת מוליכים למחצה נמצאת במצב של שיווי משקל תרמי.
לחוק פעולת המסות יש יישומים גם בתחומים הבאים:
ההרפתקאות המדהימות של האיטלקים ברוסיה
ההרפתקאות המדהימות של האיטלקים ברוסיה (ברוסית: Невероятные приключения итальянцев в России) הוא סרט קומדיה-הרפתקאות סובייטי ואיטלקי משנת 1973, בבימויו של אלדר ריאזאנוב.
בברית המועצות הסרט זכה לכ־50 מיליון צפיות במהלך השנה הראשונה להקרנתו.
תקציר העלילה.
באחד מבתי החולים הרומיים נפטרה מהגרת רוסייה. לפני מותה, סיפרה הגברת הזקנה לנכדתה אולגה כי כל הונה הענק מוסתר בלנינגרד "מתחת לאריה". נסיבה זו הפכה לסיבה לעזיבה הדחופה לרוסיה של כל אלה שבמקרה או בכוונה, היו שותפים לסוד זה.
פולקסווגן אמאו
פולקסווגן אמאו (בהינדית: वोक्सवैगन एमियो, באנגלית: Volkswagen Ameo) היא מכונית משפחתית קומפקטית מתוצרת יצרנית הרכב ההודית Škoda Auto Volkswagen India בבעלות קונצרן הרכב הגרמני פולקסווגן, אשר יוצרה בין השנים 2020–2016 ב-הודו
אבזור ובטיחות.
כל הגרסאות מקבלות מאפיינים בסיסיים כמו מהבהבי LED על מראות הכנף, גלגל הגה מתכוונן וטלסקופי, מיזוג אוויר והגה תחתון שטוח, כמו גם מאפייני בטיחות כמו כריות אוויר קדמיות כפולות, צד קדמי ואחורי, חגורות בטיחות עם שלוש נקודות, מתכווננות לגובה. משענות ראש ומערכת בלימה נגד נעילה.
גרסת ה- "Comfortline" זוכה לחלונות חשמל אחוריים, מערכת מוזיקה דו-ממדית עם קישוריות בלוטות', מנורה בתא כפפות, מערכת נעילה מרכזית מרחוק, מושב נהג מתכוונן לגובה, ידיות דלת בצבע גוף ומראות כנף בצבע גוף מתכווננות חשמלית.
גרסת ה- "Highline Plus" כוללת עיצוב פנים בגוון כפול, אפליקציית כרום על ידיות הדלתות, גלגלי סגסוגת 16 אינץ', מערכת מידע על מסך מגע, מנורות תא רגליים, גלגל הגה ומנוף הילוכים עטוף עור ומגע הפעלה בלחיצה אחת החלונות.
יש בדגם גם מראות כנף מתקפלות חשמלית, בקרת שיוט, מערכת בקרת אקלים, חיישני חניה לאחור ומצלמה, משענת יד קדמית, פתחי מיזוג אחוריים ושקע של 12 וולט, ומגבים שמשות רוח.
בדגם מנוע הדיזל של גרסה זו יש גם אפשרות ל- DSG אוטומטית עם מצמד יבש DQ200 עם שבעה הילוכים.
רודל
אסכולת היידלברג
אסכולת היידלברג (באנגלית: Heidelberg School) הייתה תנועת אמנות אוסטרלית בסוף המאה ה-19 – תוארה כאימפרסיוניזם אוסטרלי.