КАЗАНЬ, 20 февраля. /ТАСС/. Научными сотрудниками Химического института имени А. М. Бутлерова Казанского федерального университета (КФУ) было сформулировано новое правило в термодинамике межмолекулярных взаимодействий. Оно гласит, что энтальпии и энергии Гиббса водородного связывания и комплексообразования молекулярных соединений подчиняются общему компенсационному соотношению, сообщили ТАСС в пресс-службе Минобрнауки РФ.
Изменение энтальпии в химической реакции показывает, сколько тепла выделяется или поглощается, а также характеризует влияние температуры на положение равновесия в реакции. Изменение энергии Гиббса в химическом процессе характеризует степень его протекания при достижении равновесия, в частности энергии Гиббса комплексообразования отражают соотношение между количествами свободных и связанных между собой молекул.
"Ученым удалось сформулировать правило: энтальпии и энергии Гиббса водородного связывания и комплексообразования молекулярных соединений подчиняются общему компенсационному соотношению. Соотношение было получено из независимых данных об энтальпиях и энергиях Гиббса сольватации, то есть переноса из газа в раствор молекулярных соединений в органических растворителях. Результаты подтверждены на широком круге экспериментальных данных о процессах водородного связывания и образования комплексов с переносом заряда в более чем 800 системах донор-акцептор электронной пары или протона", - рассказали в пресс-службе.
Компенсационное соотношение исследуется учеными со всего мира уже почти 80 лет, однако все это время предполагалось, что его параметры варьируются в зависимости от природы взаимодействующих молекул. В лаборатории КФУ лишь с использованием данных о термодинамике сольватации и испарения органических неэлектролитов удалось определить, что оно охватывает широчайший круг комплексов молекулярных соединений с водородной связью и различными типами перекрывания электронных орбиталей. Как отметил один из авторов работы доцент кафедры физической химии Химического института имени А. М. Бутлерова КФУ Михаил Ягофаров, в этом смысле правило, выведенное в КФУ, универсально.
"О наличии взаимосвязи между изменениями энергий Гиббса и энтальпий в сериях схожих физико-химических (сольватация, фазовые переходы, адсорбция), биохимических (денатурация белков), химических процессов, иначе называемой компенсационным соотношением, известно с 30-х годов прошлого века. Компенсационное соотношение не следует напрямую из законов термодинамики, и установление или опровержение его общности и теоретическое обоснование являются одними из нерешенных проблем физической химии. Подтверждение означало бы, что по измерению концентраций веществ в реакционной смеси, пришедшей к равновесию, можно найти тепловой эффект процесса и температурную зависимость степени протекания реакции, что уже имеет непосредственное практическое значение для химиков-технологов, планирующих процессы при различных температурах", - рассказал ученый.
Значение открытия казанских ученых
Отмечается, что открытие химиков КФУ значительно упрощает традиционную процедуру определения тепловых эффектов связывания органических молекул, сокращая время, необходимое для измерений. Кроме этого, правило формирует базу для исследования термодинамики других важных с практической точки зрения процессов, таких как химические реакции и адсорбция.