化學(xué)中的物理定律

1、化學(xué)中的物理定律" 質(zhì)量作用定律Iaw of mass action在現(xiàn)代意義上理解，就是在一定溫度下，一個(gè)均勻化學(xué)反映homogeneous chemical reaction，其反映速率與反響物質(zhì)的濃度成正比。事實(shí)上與反響物質(zhì)的質(zhì)量的濃度有關(guān)，所以此定律字面的意義是錯(cuò)了，但因?yàn)榱?xí)慣也就沿用下來(lái)了。在質(zhì)量作用定律創(chuàng)立的開(kāi)展史中，有3次比較重大的時(shí)間：一是貝托雷提出質(zhì)量作用的思想；而是威廉米得出的第一個(gè)物質(zhì)濃度與反響速率有關(guān)系的書(shū)決表示式；三是古得貝格比較完好地表達(dá)質(zhì)量作用定律。現(xiàn)對(duì)該定律創(chuàng)立過(guò)程的近180年的歷史進(jìn)展簡(jiǎn)單回憶。1、從日夫魯瓦到貝托雷 在18世紀(jì)初，英國(guó)著名物理學(xué)家牛

2、頓Sir Isaac Newton，16421727在他的拉丁語(yǔ)版?光學(xué)?Optics1705的疑問(wèn)31中，就從力學(xué)的角度開(kāi)展了物質(zhì)構(gòu)造的微粒說(shuō)，提出了他對(duì)化學(xué)親合力的見(jiàn)解。他提出："我們物體間能通過(guò)重力、磁力和電力的吸引而互相發(fā)生作用，那么在不同物質(zhì)的微粒間，當(dāng)間隔 很小時(shí)即相接觸時(shí)，那么還會(huì)有另一種吸引力使2中微粒以加速地互相發(fā)生沖擊。"他把各種化學(xué)物理現(xiàn)象，都?xì)w結(jié)于這種使物體趨近的力。牛頓對(duì)化學(xué)親合力的這種形而上學(xué)的機(jī)械論觀點(diǎn)，使他在化學(xué)研究上沒(méi)什有獲得什么成就。 最早的這類(lèi)表中，有日夫魯瓦Etienne Francois Geoffroy，16721731。法國(guó)化學(xué)

3、家制定的一種。他在1718年試圖說(shuō)明一種堿對(duì)各種酸或一種酸對(duì)各種堿的親合性的次序。他從這樣的假設(shè)出發(fā)：假設(shè)一種鹽中置換它，即物質(zhì)間的反響才能可以進(jìn)展比較。因此，日夫魯瓦指定了一些類(lèi)似物質(zhì)的表，它們按照在同表首所列物質(zhì)相化合時(shí)，彼此置換的才能排列。然而，在此之后不久人們便發(fā)現(xiàn)，一種物質(zhì)對(duì)另一種物質(zhì)的親合性不是不變的。尤其是法國(guó)藥學(xué)家、波美Antonine Baume，17281804 在日夫魯瓦以后，更應(yīng)注目的是在1775年，瑞典化學(xué)家貝格曼(Torben Olof Bergman，17351784)的著作?選擇性引力研究?Disquistio de Arractionbus Electivis

4、中提出的"有擇親合性"概念。根據(jù)貝格曼的提法，化學(xué)反響知識(shí)根據(jù)反響物的性質(zhì)，通過(guò)其所決定的有擇親合力的大小而發(fā)生的，而這個(gè)有擇親合力的大小應(yīng)由置換反映來(lái)決定。他在1775年1783年間編制了這種親合性表。貝格曼花了艱巨勞動(dòng)研究了范圍廣泛的物質(zhì)，編撰了2張親合性表，每張表包括59種不同的物質(zhì)，正式結(jié)果發(fā)表于貝格曼的?物理化學(xué)簡(jiǎn)論?O puscula Physica et Chimica中?？上В惛衤鼪](méi)有認(rèn)識(shí)到且非常重要的是：要考慮一切參加化學(xué)過(guò)程的物理?xiàng)l件，而他傾向于把親合性看做是不變的，很少受熱以及外界條件的影響。他寫(xiě)到："在這篇論文學(xué)位論著中，我將致力于按照吸

5、引的強(qiáng)度確定其次序；但是，每個(gè)吸引力的比較準(zhǔn)確的量度它可以表達(dá)為數(shù)字，并將說(shuō)明整個(gè)這學(xué)說(shuō)，那么還知識(shí)迫切追求的東西。"他按照下述原那么得出其結(jié)果："設(shè)A是一種物質(zhì)，其他異質(zhì)物質(zhì)a、b、c等等都對(duì)它有吸引力；再設(shè)同c相化合而飽和satuation的A我稱(chēng)這化合物為A c，在添加了b之后，便傾向于同b化合而排除c，于是可以說(shuō)A對(duì)b的吸引強(qiáng)于c，或者說(shuō)，A對(duì)b有較強(qiáng)的有擇吸引；最后，設(shè)Ab的化合在參加a時(shí)破裂，設(shè)b被拒斥，a被選來(lái)取代b，那么將可因出結(jié)論：a在吸引本領(lǐng)上超過(guò)b，這樣,我們便有按效驗(yàn)排列的系列a、b、c我在這里稱(chēng)做吸引的東西，其別人命名其為親合性，我以后將不加區(qū)別地

6、使用這2個(gè)術(shù)語(yǔ)，雖然后者比較帶隱喻性，從哲學(xué)上看不怎么適宜。"貝格曼將親合力看作是吸引力，是物體化合的原因，也是物體發(fā)生化學(xué)變化的原因。但貝格曼的有擇親合力概念，對(duì)于整理當(dāng)時(shí)化學(xué)反響有關(guān)的知識(shí)起到了很大的作用。1777年，即貝格曼提出有擇親合力概念的第二年，德國(guó)化學(xué)家、冶金家溫策爾Karl Friedrich Wenzel，17401793對(duì)金屬溶于酸中的溶解速率進(jìn)展了研究，并根據(jù)這些研究估計(jì)這是化學(xué)親合力的作用；同時(shí)，他還發(fā)現(xiàn)了金屬的溶解速度率除了酸的種類(lèi)之外，還受到酸的用量的影響，即他在?物質(zhì)間親合勢(shì)的學(xué)說(shuō)?Lehre von der Verwandschafrt der Kor

7、per中提出，化學(xué)反響的變化率與酸的"有效質(zhì)量"濃度成正比。這是對(duì)質(zhì)量作用的早期認(rèn)識(shí)。古德貝格和瓦格 但是，這個(gè)力不是唯一的作用，這樣就彌補(bǔ)不了貝特羅和圣·吉爾工作的缺乏。"命A+B=A+B的反響中，AB的活性質(zhì)量為n1及q1，親合性系數(shù)為k1,引起重新生成A及B的力是k1.n1.q1，這個(gè)力與第一個(gè)平衡，所以k.n.q= k1.n1.q1。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定活性質(zhì)量n、q、n1、q1,我們就可以求出系數(shù)k與k1之比。反過(guò)來(lái)，假設(shè)我們能求出這比k/k1,我們就能算出4個(gè)物質(zhì)在任何初始條件下進(jìn)展反響的結(jié)果。"這些結(jié)果在當(dāng)時(shí)仍然沒(méi)有引起人們的重視。 古德貝格和瓦格在描繪他門(mén)的工作時(shí)說(shuō)："從事本領(lǐng)域的研究，無(wú)疑地比那些手到大多數(shù)化學(xué)家們關(guān)注的即新化合