Закон действующих масс

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Зависимость скорости реакции Na2S2O3 с H2SO4 от концентрации

Закон действующих масс — закон соотношения между массами реагирующих веществ и скоростью реакции.

Классическая формулировка: частное от деления произведения равновесных концентраций продуктов реакции на произведение равновесных концентраций исходных веществ является величиной постоянной (Гульдберг и Вааге, 1864—1867).

Таким образом, для элементарной химической реакции:

Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle ~\nu_1\mathrm{A}_1+\nu_2\mathrm{A}_2+\nu_3\mathrm{A}_3\rightarrow \mathrm{B} }

закон действующих масс может быть записан в виде кинетического уравнения вида:

Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle ~v=kC_{A_1}^{\nu_1}C_{A_2}^{\nu_2}C_{A_3}^{\nu_3}}

где Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle ~v}  — скорость химической реакции, Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle ~k}  — константа скорости реакции.

Сложную реакцию для применения закона раскладывают на элементарные.

Для стандартной реакции

Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{a\,A + b\,B \ \rightleftharpoons \ c\,C + d\,D}}

константа химического равновесия определяется по формуле

Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle K_c = {c^\mathrm{c}(\mathrm{C}) \cdot c^\mathrm{d}(\mathrm{D}) \over c^\mathrm{a}(\mathrm{A}) \cdot c^\mathrm{b}(\mathrm{B})}}

Для выражения состояния равновесия при взаимодействии между газообразными веществами часто вместо концентраций используют равновесные парциальные давления реагентов.

В гетерогенных системах[править]

Если в процессе наряду с реагентами в газовом состоянии участвуют реагенты в твердом или жидком состоянии, не образующие друг с другом твердых растворов, то концентрации насыщенных паров жидких и твердых веществ (газовая фаза) при данной температуре величины постоянные. Вследствие этого их концентрации можно включить в константу равновесия, а выражение закона действующих масс упростить, то есть константа равновесия будет попросту равна концентрации газа. Соответственно реакция будет происходить, пока концентрация газа не достигнет определенного значения.