Chemická afinita

Chemická afinita může být definována jako elektronová vlastnost, která umožňuje různým chemickým látkám tvořit chemické sloučeniny. Chemická afinita také popisuje ochotu atomu nebo sloučeniny reagovat s jiným atomem nebo sloučeninou.

Termodynamika

Belgický matematik a fyzik Théophile de Donder odvodil v roce 1923 vztah mezi afinitou A a Gibbsovou energií G chemické reakce. De Donder dokázal, že pokud uvažujeme systém několika různých chemických látek, které mají možnost reagovat, platí následující vztah:

${\displaystyle A=-\Delta G_{r}\,}$

V roce 1954 Ilja Prigogine na základě de Donderovy práce definoval chemickou afinitu jako funkci přírůstku nekompenzovaného reakčního tepla a proměnné charakterizující průběh reakce:

${\displaystyle A={\frac {dQ'}{d\xi }},}$.

Tato definice je užitečná pro kvantifikaci faktorů popisujících rovnovážný stav (A = 0), stejně jako změny v nerovnovážném systému (${\displaystyle A\neq 0\,}$).

Současná definice chemické afinity přijatá organizací IUPAC: Chemická afinita je záporná parciální derivace Gibbsovy energie vztažená na reakci za konstantního tlaku a teploty. Je kladná pro samovolné reakce.^[1]

Historie

Historicky se o chemické afinitě uvažovalo jako o „síle“, která pohání chemické reakce.^[2] Obecná definice, užívaná v průběhu historie, říká, že afinita je to, s čím látky vstupují nebo čím se brání dekompozici.^[3]

Následující věta, formulovaná Iljou Prigoginem, shrnuje koncept afinity:

„

Všechny chemické reakce směřují systém do stavu rovnováhy, ve kterém je afinita reakce nulová.

“

Termín afinity byl obrazně používán od roku 1600 v diskuzích o příbuznosti chemie, filologie, atd., a jako „přirozená přitažlivost“ je chápán od roku 1616.

Myšlenka afinity je velmi stará. Bylo provedeno mnoho pokusů pro vysvětlení jejího původu.^[3] Většina těchto pokusů skončila u představy, že afinita má souvislost s magií.^[4] Fyzikální chemie byla jedna z prvních vědních disciplín, která studovala a formulovala „teorii afinity“. Pojem afinita byl poprvé použit ve smyslu chemické příbuznosti německým filosofem Albertem Magnem kolem roku 1250.

Později Robert Boyle, John Mayow, Johann Glauber, Isaac Newton a Georg Stahl navrhli koncept volené afinity, který se snažil vysvětlit vznik tepla během hoření.^[5]

Goethe použil tento koncept v románu Spříznění volbou (Die Wahlverwandtschaften) z roku 1809.

První tabulka afinit

První tabulka chemických afinit, založená na substitučních reakcích, byla publikována roku 1718 francouzských chemikem Étiennem François Geoffroyem.

Tabulka afinit z roku 1718: V horním buňce sloupce je sloučenina, se kterou mohou reagovat všechny sloučeniny umístěné pod ní.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Chemical affinity na anglické Wikipedii.

1. IUPAC Green Book a Gold Book ve formátu .pdf
2. Thomas Thomson. (1831). A System of Chemistry, vol. 1. p.31 (chemická afinita je popsána jako „neznámá síla“). 7th ed., 2 vols.
3. LEVERE, Trevor, H. Affinity and Matter – Elements of Chemical Philosophy 1800-1865. [s.l.]: Gordon and Breach Science Publishers, 1971. Dostupné online. ISBN 2-88124-583-8.
4. Malthauf, R. P. (1966). The Origins of Chemistry. Pg. 299. London.
5. Partington, J.R. (1937). A Short History of Chemistry. New York: Dover Publications, Inc. ISBN 0-486-65977-1