Lagen om agerande massor

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 6 november 2019; verifiering kräver 1 redigering .

Massverkan fastställer förhållandet mellan massorna av reagerande ämnen i kemiska reaktioner vid jämvikt , såväl som beroendet av hastigheten för en kemisk reaktion på koncentrationen av utgångsämnena. Massaktionens lag upptäcktes 1864-1867 av de norska vetenskapsmännen K. Guldberg (1836-1902) och P. Waage (1833-1900).

Lagen om massverkan är endast giltig för gaser och flytande ämnen (homogena system) och gäller inte för reaktioner som involverar fasta ämnen (heterogena system).

Lagen om massverkan i kemisk kinetik

Lagen om massverkan i kinetisk form (basekvation för kinetik) säger att hastigheten för en elementär kemisk reaktion är proportionell mot produkten av koncentrationerna av reaktanter i potenser lika med de stökiometriska koefficienterna i reaktionsekvationen för en elementär reaktion [1 ] . Denna ståndpunkt formulerades 1864-1867 av de norska vetenskapsmännen K. Guldberg och P. Waage . För en elementär kemisk reaktion:

\nu _{1}\mathrm {A} _{1}+\nu _{2}\mathrm {A} _{2}+\nu _{3}\mathrm {A} _{3} \rightarrow \mathrm {B}

masshandlingslagen kan skrivas som en kinetisk ekvation av formen:

v=kC_{A_{1}}^{\nu _{1}}C_{A_{2}}^{\nu _{2}}C_{A_{3}}^{\nu _{ 3}}

där är hastigheten för en kemisk reaktion , är reaktionshastighetskonstanten . $v$ $k$

För komplexa reaktioner i allmänhet är detta förhållande inte tillfredsställt. Icke desto mindre kan många komplexa reaktioner villkorligt betraktas som en serie på varandra följande elementära steg med instabila mellanprodukter, formellt ekvivalenta med övergången från initialtillståndet till sluttillståndet i "ett steg". Sådana reaktioner kallas formellt enkla [2] . För formellt enkla reaktioner kan den kinetiska ekvationen erhållas i formen:

v=kC_{A_{1}}^{n_{1}}C_{A_{2}}^{n_{2}}C_{A_{3}}^{n_{3}}

(för de tre utgångsmaterialen, liknande ekvationen ovan). Här , , är ordningen för reaktionen med avseende på ämnen , respektive, och summan är den allmänna (eller totala) ordningen för reaktionen. , , kanske inte är lika med stökiometriska koefficienter och inte nödvändigtvis heltal. under vissa förutsättningar kan den vara lika med noll. $n_{1}$ $n_{2}$ ${\displaystyle n_{3))$ $A_{1}$ $A_{2}$ $A_{3}$ ${\displaystyle n=n_{1}+n_{2}+n_{3))$ $n_{1}$ $n_{2}$ ${\displaystyle n_{3))$ $n$

Lagen om massverkan i kemisk termodynamik

Inom kemisk termodynamik relaterar lagen om massverkan jämviktsaktiviteterna för de initiala ämnena och reaktionsprodukterna, enligt relationen:

K_{a}=\prod _{i=1}^{n}a_{i}^{{\nu }_{i))

var

a_{i}

- ämnens aktivitet . Istället för aktivitet kan koncentration (för en reaktion i en ideal lösning), partialtryck (reaktion i en blandning av ideala gaser), fugacity (reaktion i en blandning av verkliga gaser) användas;

{\displaystyle {\nu }_{i))

- stökiometrisk koefficient (för utgångsämnen tas den som negativ, för produkter - som positiv);

K_{a}

är den kemiska jämviktskonstanten . Indexet "a" betyder här användningen av aktivitetsvärdet i formeln.

I praktiken, i beräkningar som inte kräver speciell noggrannhet, ersätts aktivitetsvärden vanligtvis med motsvarande värden för koncentrationer (för reaktioner i lösningar) eller partialtryck (för reaktioner mellan gaser). Jämviktskonstanten betecknas med eller resp. För första gången härleddes masshandlingslagen från kinetiska representationer av Guldberg och Waage, och dess termodynamiska härledning gavs av van't Hoff 1885 [3] . $K_{c}$ $K_{p}$

Exempel: för en standardreaktion

\mathrm {a\,A+b\,B\ \rightleftharpoons \ c\,C+d\,D}

den kemiska jämviktskonstanten bestäms av formeln

{\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} )))

Anteckningar

↑ Krasnov K. S., Vorobyov N. K., Godnev I. N. och andra. Fysikalisk kemi. I 2 böcker. Bok. 2. Elektrokemi. Kemisk kinetik och katalys: Proc. för universiteten. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare - M .: Högre. skola, 1995. - 319 sid. — ISBN 5-06-002914-X
↑ Stromberg A. G., Semchenko D. P. Fysikalisk kemi: Proc. för kemisk-teknik. specialist. universitet / Ed. A. G. Strömberg. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare - M .: Högre. skola, 1988. - 496 sid.
↑ Krasnov K. S., Vorobyov N. K., Godnev I. N. och andra. Fysikalisk kemi. I 2 böcker. Bok. 1. Materiens struktur. Termodynamik: Proc. för universiteten. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare - M .: Högre. skola, 1995. - 512 sid. — ISBN 5-06-002913-1