|
 |
|
Dobar dan,
imam nekoliko upita vezanih uz kemijske standarde, definicije, njihovo (ne)korištenje i o IUPAC-u.
Nedavno sam počeo čitati zelenu "IUPAC-ovu" knjigu što me navelo na razmišljanje o notaciji kemije koju koristim gotovo svakodnevno.
Pitanja koja imam vezana su uz sljedeće teme:
1. "→" i "="
2. dim(Kc) i dim(Kp)
3. v=k*a ili v=k*c
4. M=Mr*Mu
Prvo, prema navedenoj knjizi u sekciji "4.10.1 (iii) (b) Equations for chemical reactions" pronašao sam da je u kemiji potpuno korektno koristiti znak jednakosti (=) za "stoichiometric equation", dok se znak (→) koristi za "net forward reaction". Moj problem je što zapravo nisam siguran točno što je "stehiometrijska jednadžba" te nisam siguran jesam li ju ikad uopće vidio, samo znam da mi je oduvijek rečeno da se znak jednakosti nikada ne smije koristi za JKR.
Drugo, u kemiji postoji pojam (termodinamičke) konstante ravnoteže, "K", koja je bezdimenzijska veličina određena kemijskim aktivitetima/fugacitetom za neku ravnotežnu reakciju. Također postoje koncentracijska konstanta ravnoteže (Kc) određena koncentracijama i tlačna konstanta ravnoteže (Kp) određena tlakovima, te druge slične koje sve imaju svojstvo da im mjerna jedinica ovisi o stehiometrijskim brojevima i u koje se "ne stavljaju" krutine i tekućine, već uglavnom samo plinovi/otopljene tvari. Moj problem s ovime jest što postoji relacija K=Kγ*Kc, tj K=Kγ*Kp, koja očekuje da su Kp i Kc imaju dimenziju 1. Isto me zanima, zar se ne bi trebali svi reaktanti i produkti stavljati u konstante (bez obzira na agregacijsko stanje) pa da se onda u produktu s vlastitim koeficijentima aktiviteta ponište. Također sam naišao na formulu gdje se dijeli sa standardnim tlakom (p/p°) /koncentracijom (c/c°) 1 bara/1M što uzrokuje da Kc, Kp i slični imaju uvijek zapravo dimenziju 1, te na pojam koncentracijskog kvocijenta ("concentration quotient") K^c. Nije mi jasno kako toliko različitih, nekompatibilnih definicija može postojat za pojmove koji se nazivaju identično ili gotovo jednako? Koji su pojmovi zapravo "točni", koji "fizikalni", a koji se zapravo koriste?
Bili se trebali Kc i Kp s mjernom jedinicom, bez tvari čiji su aktiviteti 1 označivati drukčije ili ostaviti ovako?
Treće me zanima relacija između aktiviteta i kemijske kinetike, te koncentracije i kemijske kinetike. Poznato je da brzina kemijske reakcije definirana kao promjena koncentracije tvari po jedinici vremena. Mene više zanima ovaj drugi dio, a to je produkt koeficijenta brzine kemijske reakcije i koncentracije tvari na njihov parcijalni red reakcije. može li se ovdje koncentracija analogno zamijeniti aktivitetom? Ako može znači li to da prava konstanta brzine uvijek ima jedinicu M/s? Ako ne može, zašto ne? Pronašao sam par radova koji su diskutirali nešto o tome i par rasprava ali nisam uspio izvući konkretan zaključak.
I zadnje se tiče konstante molarne mase, Mu, koja se iz nekog razloga nigdje ne spominje i koja nema vrijednost 1 g/mol. Zanima me zašto se jednadžba M=Mr*Mu gotovo pa ni ne može naći nigdje (u literaturi), već se umjesto samo kaže da se na relativnu molekulsku masu "doda" g/mol? Zar je stvarno toliko nebitna da je opravdano pravit se kao da ni ne postoji, i koliko velike implikacije ima činjenica da je Mu = 1.00000000105×10−3 kg/mol, a aproksimira se da je 1? Pretpostavljam da je dosta nebitno u praksi, no svejedno me zanima kako se tako nešto što mi se čini temeljno za kemijsku račun jednostavno ignorira.
Također zanima me postoje li hrvatske verzije IUPAC-ovih knjiga te drži li IUPAC i na našim prostorima "vrhovni autoritet" nad nomenklaturom i definicijama s obzirom na to da se uglavnom na njih referiram? Ima li hrvatska kemija neke specifičnosti koje se bitno razlikuju s obzirom na IUPAC.
Nadam se da pitanja nisu preduga i besmislena, te se ispričavam za nepoštivanje normi hrvatskog standardnog jezika.
Lijep pozdrav.
|
|
Ime i prezime:
Martin Muha
martin.muha@skole.hr
|
 |
 |
Počet ću s nečim posve desetim. Ja i supruga mi imamo dosta različite pristupe kad je u pitanju prostiranje opranog veša. Ona gleda da to što prije nabaca na rešetke, a kad se posuši, posuši. Moj je pak pristup znatno pedantniji i teži tomu da se preko maksimalne kontaktne površine izložene zraku u prostoriji, odnosno minimalnog prekrivanja osobito kod debljih i većih komada, minimalizira vrijeme sušenja, idealno tako da iduće jutro mogu sve spremiti na pripadne police pripadnih ormara. Iako mogu argumentirati i često argumentiram zašto je moj pristup optimalan, a njezin nije, činjenica je da oba pristupa zadovoljavaju temeljnu svrhu prostiranja veša, a to je da se on uopće osuši.
Slična se usporedba može povući i između preciznih i elegantnih uputa zapisanih u Zelenoj knjizi IUPAC-a te terminološke džungle kakvu nalazimo u (fizikalno-)kemijskoj literaturi. Iako će jedna strana vrlo lako argumentirati svoju stratešku prednost, na taktičkoj razini nemali broj puta pobjeđuje ono što će najlakše ispuniti danu svrhu, a to je da se rezultati nekog istraživanja jasno komuniciraju, i to u prvom redu onoj publici koja se bavi ili se zanima za slična pitanja. Pored toga, treba imati na umu da istraživanje, odnosno eksperimentalni rezultati često prethode razvoju terminologije. Drugim riječima, svaka znanstvena disciplina kreće s fazom koja će kasnije postati teže razumljiva jer se u nekom času, nakon što je dovoljno toga otkriveno, pojavi potreba za sustavnijim načinom izražavanja onoga što je otkriveno.
Prvo izdanje Zelene knjige IUPAC-a pojavilo se 1969. godine, osam godina prije Prigogineove Nobelove nagradu za rad na disipativnim sustavima, što će reći negdje oko vrhunca razvoja fizikalne kemije. To znači da u vrijeme kad se fizikalna kemija najbrže razvijala tih univerzalnih pravila nije bilo, a kad su se ona mogla očekivati u širokoj primjeni, pojavile su se već nove grane kemije za koje ta pravila nisu bila ni izbliza toliko korisna, u prvom redu kemija sustavâ.
Konačan ishod ipak nije da ta pravila ne služe ničemu, nego da ćemo ih najčešće koristiti kao orijentir, a striktno ih se držati uglavnom u onim situacijama kad postoji rizik od dvosmislenosti ili nerazumljivosti onoga što pišemo. Dakle, sugerirao bih ne pitati se što je ispravno, odnosno u skladu s pravilima, nego kako će nam postojeća pravila pomoći da se jasno izrazimo. Paralelno s tim, korisno je imati na umu da ćemo se redovito susretati s literaturom koja je objavljena prije ili naprosto mimo postojećih pravila i, ako želimo koristiti informacije iz takvih radova, bit će nam nužno ne samo poznavati pravila, nego i razumjeti što stoji iza njih, odnosno kako si "prevesti" informacije zapisane po nekom drugom ključu. To se ne odnosi samo na svakakve konstante sa svakakvim jedinicama, nego i izbor veličina kojima se nešto izražava, a ponekad čak i blatantno nekorištenje SI-jedinica.
A sad da vidimo konkretna pitanja.
1. Znak jednakosti u kemiji nisam vidio u znanstvenoj literaturi novijoj od 1880-ih, plus minus desetljeće. Sugerirao bih ne koristi ga osim u matematičkim formulama i radovima koji se dotiču upravo znaka jednakosti u kemijskim jednadžbama.
2. Slično prethodnom odgovoru, rekao bih da se bezdimenzijske konstante ravnoteže koriste primarno u dva konteksta: vrlo fundamentalnoj fizikalnoj kemiji i nastavi fizikalne kemije. Drugo sam iskusio za vrijeme studija, prvo još uvijek nisam. U praksi se uvijek susrećem s nekakvim dimenzijama, a ravnotežne konstante najčešće mi trebaju zbog topljivostî, kiselostî i tu i tamo ravnoteža među međuproduktima.
Što se tiče aktivitetâ krutina, radi se opet o praktičnoj spoznaji, npr. da topljivost soli ne ovisi o tomu koliko je soli ostalo neotopljeno. Međutim, poznato je da se kemijski potencijal mijenja ovisno o tomu je li čestica na površini ili unutar kristala, tako da npr. soniciranje može povećati topljivost.
Još jedna bitna stvar o aktivitetima je da oni razmjerno dobro funkcioniraju tj. dadu se izračunati za jako razrijeđene otopine. One ukratko nisu svakodnevica svih kemičara, a za one koncentriranije nije lako odrediti aktivitete niti naći konkretne podatke koje je odredio netko drugi.
Ono što ipak jest bitno i korisno je da imamo na umu da pH koji izračunamo vjerojatno neće odgovarati onomu koji smo izmjerili te da u nekim slučajevima možemo procijeniti koliko će odudarati.
Da sumiram, moja je sugestija koristiti bezdimenzijske jedinice tamo gdje to zahtijeva situacija, a inače gledati da izražavanje bude što jednostavnije. Tlačne i koncentracijske konstante ravnoteže svakako bih stavio s pripadnim jedinicama da ne zbunim čitatelje.
3. Što sam napisao za konstante ravnoteže, rekao bih i za konstante brzine reakcije. I opet naglasio da su jedinice nešto što svakako treba zapisati jer ne želimo da ljudi koji će čitati naše radove moraju nagađati što smo mislili. Alternativno, ako ono što radimo omogućava da koristimo aktivitete, onda je korektno opisati što smo i kako računali, tako da čitatelji iz naših podataka mogu izračunati što im treba.
4. Ako sam dobro shvatio pitanje, radi se o redefiniciji mola iz 2019., kad je on definiran kao egzaktna brojka, što je onda poremetilo odnos grama i daltona, odnosno toćan iznos unificirane atomske jedinice mase. Budući da praktičnih implikacija nema, problem točnog određivanja odnosa daltona i grama ima primarno teorijski značaj, što će reći da se nije odrazio na kemičarsku svakodnevicu. Ponešto o tomu ima na vikipedijskom članku.
Koliko mi je poznato, Zelena knjiga nije prevedena na hrvatski jezik. IUPAC jest krovni autoritet za pitanja o tomu kako koristiti kemijske nazive i simboliku, ali nema upravne ovlasti. Znanstvena je zajednica samoregulirajuća, što će reći da ono što će biti objavljeno u znanstvenoj literaturi ovisi u prvom redu o ljudima koji recenziraju, dakle znanstvenicima, a potom i o urednicima znanstvenih časopisima. Nastavna literatura pored toga mora još proći i lekturu te ispoštovati odgovarajuće norme, odnosno nastavne planove.
Što se tiče specifičnostî hrvatske kemijske nomenklature, ima ih podosta, kako već to i bude s jezicima, ali matematička formulacija u principu prati međunarodne standarde, osim što se kod nas kao decimalni separator koristi zarez, a ne točka. Kako jezične specifičnosti počinju već s imenima kemijskih elemenata, bojim se da bi svaki moj pokušaj pobrojavanja ili kategoriziranja tih specifičnosti brzo zapeo. Ako si imao na umu neku konkretnu (sub)kategoriju, javi se opet. Ista opaska vrijedi i za ostatak odgovora, u slučaju da sam u odgovaranju nešto preskočio ili previše poopćio.
Pozdrav,
|
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
icvrtila@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
