Legea maselor care actioneaza

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 6 noiembrie 2019; verificarea necesită 1 editare .

Legea acțiunii masei stabilește raportul dintre masele substanțelor care reacţionează în reacțiile chimice la echilibru , precum și dependența vitezei unei reacții chimice de concentrația substanțelor inițiale. Legea acțiunii în masă a fost descoperită în 1864-1867 de oamenii de știință norvegieni K. Guldberg (1836-1902) și P. Waage (1833-1900).

Legea acțiunii masei este valabilă numai pentru gaze și substanțe lichide (sisteme omogene) și nu este valabilă pentru reacțiile care implică substanțe solide (sisteme eterogene).

Legea actiunii maselor in cinetica chimica

Legea acțiunii masei în formă cinetică (ecuația de bază a cineticii) prevede că viteza unei reacții chimice elementare este proporțională cu produsul concentrațiilor reactanților în puteri egale cu coeficienții stoichiometrici din ecuația reacției pentru o reacție elementară [1] ] . Această poziție a fost formulată în 1864-1867 de oamenii de știință norvegieni K. Guldberg și P. Waage . Pentru o reacție chimică elementară:

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

legea acțiunii masei poate fi scrisă ca o ecuație cinetică de forma:

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

unde este viteza unei reacții chimice , este constanta vitezei de reacție . $v$ $k$

Pentru reacțiile complexe în general, această relație nu este satisfăcută. Cu toate acestea, multe reacții complexe pot fi considerate condiționat ca o serie de etape elementare succesive cu produși intermediari instabili, echivalent formal cu trecerea de la starea inițială la starea finală într-un „pas”. Astfel de reacții se numesc formal simple [2] . Pentru reacțiile formal simple, ecuația cinetică poate fi obținută sub forma:

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

(pentru cele trei materii prime, similar cu ecuația de mai sus). Aici , , este ordinea reacției în raport cu substanțele , respectiv , iar suma este ordinea generală (sau totală) a reacției. , , poate să nu fie egal cu coeficienții stoichiometrici și să nu fie neapărat întreg. în anumite condiții, poate fi egal cu zero. $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{3}$ $A_{1}$ $A_{2}$ $A_{3}$ ${\displaystyle n=n_{1}+n_{2}+n_{3))$ $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{3}$ $n$

Legea acțiunii maselor în termodinamica chimică

În termodinamica chimică , legea acțiunii masei raportează activitățile de echilibru ale substanțelor inițiale și ale produselor de reacție, conform relației:

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

Unde

a_{i}

- activitatea substanţelor. În loc de activitate, se pot folosi concentrația (pentru o reacție într-o soluție ideală), presiuni parțiale (reacția într-un amestec de gaze ideale), fugacitatea (reacția într-un amestec de gaze reale);

{\nu }_{i)

- coeficientul stoechiometric (pentru substanțele inițiale se ia ca negativ, pentru produse - ca pozitiv);

K_{a}

este constanta de echilibru chimic . Indicele „a” înseamnă aici utilizarea valorii activității în formulă.

În practică, în calculele care nu necesită o precizie specială, valorile activității sunt de obicei înlocuite cu valorile corespunzătoare ale concentrațiilor (pentru reacții în soluții) sau presiunilor parțiale (pentru reacții între gaze). Constanta de echilibru se notează cu sau respectiv. Pentru prima dată, legea acțiunii în masă a fost derivată din reprezentări cinetice de Guldberg și Waage, iar derivarea ei termodinamică a fost dată de van't Hoff în 1885 [3] . $K_{c}$ $K_{p}$

Exemplu: pentru o reacție standard

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

constanta de echilibru chimic este determinată de formula

{\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} )))

Note

↑ Krasnov K. S., Vorobyov N. K., Godnev I. N. și alții. Chimie fizică. In 2 carti. Carte. 2. Electrochimie. Cinetica chimica si cataliza: Proc. pentru universități. - Ed. a II-a, revizuită. si suplimentare - M .: Mai sus. şcoală, 1995. - 319 p. — ISBN 5-06-002914-X
↑ Stromberg A. G., Semchenko D. P. Chimie fizică: Proc. pentru tehnologia chimică. specialist. universități / Ed. A. G. Stromberg. - Ed. a II-a, revizuită. si suplimentare - M .: Mai sus. şcoală, 1988. - 496 p.
↑ Krasnov K. S., Vorobyov N. K., Godnev I. N. și alții. Chimie fizică. In 2 carti. Carte. 1. Structura materiei. Termodinamică: Proc. pentru universități. - Ed. a II-a, revizuită. si suplimentare - M .: Mai sus. şcoală, 1995. - 512 p. — ISBN 5-06-002913-1