Chemical Equilibrium: A Practical Introduction for the Physical and Life Sciences

* کار حاضر به منظور ارائه یک مقدمه عملی برای پدیده های تعادل آبی برای دانشجویان و پژوهشگران در زمینه های شیمی، بیوشیمی، ژئوشیمی، و زمینه های محیطی بین رشته ای طراحی شده است. استراتژی آموزشی که من اتخاذ کرده‌ام از نمونه‌های دقیق حل مسئله از موارد واقعی که هم در تحقیقات آزمایشگاهی و هم در مطالعه سیستم‌های موجود در طبیعت به وجود می‌آیند، استفاده زیادی می‌کند. این روش با معادلات کامل ریاضی شروع می شود که به جای رویکرد سنتی از طریق غلظت های تقریبی و فرضیات ایده آل و رقت نامحدود، راه حل های معتبری برای مسائل تعادلی ارائه می دهد. تاکید مکرر بر استفاده از ثابت‌های تعادل شرطی اصلاح‌شده و بررسی نتایج عددی با جایگزینی در معادلات کامل و/یا در برابر نمودارهای توزیع گونه‌ها وجود دارد. روش های گرافیکی محاسبه و نمایش به دلیل ارزش آنها در شفاف سازی تعادل ها و هدایت سریع به تقریب های عددی معتبر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، پوشش پدیده های تعادل راه حل به طور کامل جامع نیست. در عوض، من انتخاب کرده ام که بررسی های اساسی ذهنی و دقیق تعادل گام های همگن و برهمکنش آنها با حلالیت و تعادل ردوکس را ارائه دهم. مثال‌های زیادی برای نشان دادن استفاده از محاسبات و نمودارهای تعادل در زمینه‌های مختلف تحقیقاتی به تفصیل کار شده است.

* The present work is designed to provide a practical introduction to aqueous equilibrium phenomena for both students and research workers in chemistry, biochemistry, geochemistry, and interdisciplin­ ary environmental fields. The pedagogical strategy I have adopted makes heavy use of detailed examples of problem solving from real cases arising both in laboratory research and in the study of systems occurring in nature. The procedure starts with mathematically complete equations that will provide valid solutions of equilibrium problems, instead of the traditional approach through approximate concentrations and idealized, infinite-dilution assumptions. There is repeated emphasis on the use of corrected, conditional equilibrium constants and on the checking of numerical results by substitution in complete equations and/or against graphs of species distributions. Graphical methods of calculation and display are used extensively because of their value in clarifying equilibria and in leading one quickly to valid numerical approximations. The coverage of solution equilibrium phenomena is not, however, exhaustively comprehensive. Rather, I have chosen to offer funda­ mental and rigorous examinations of homogeneous step-equilibria and their interactions with solubility and redox equilibria. Many examples are worked out in detail to demonstrate the use of equi­ librium calculations and diagrams in various fields of investigation.