Закон діючих мас

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Зако́н ді́ючих мас (рос. закон действующих масс; англ. mass action law; нім. Massenwirkungsgesetz n) —

1) У хімічній термодинаміці: для реакції

$\sum_i \nu_i \text{A}_i = 0, \,$

де $A i$ — символи хімічних речовин, що беруть участь у реакції, $ν i$ — стехіометричні коефіцієнти, концентрації (активності) реагентів $c i$ у стані хімічної рівноваги задовольняють залежність

$\prod_i c_i^{\nu_i} = K_c(P, T),$

де $K c$ — константа хімічної рівноваги.

Наприклад, при хімічній реакції з вихідними реагентами A та B і продуктами реакції С та D, формула якої має вигляд

A + B = C + D,

закон діючих мас записується:

$\frac{c_A c_B}{c_C c_D} = K_c$ .

2) У хімічній кінетиці: швидкість елементарної гомогенної реакції, для якої молекулярність співпадає з порядком, при сталій температурі є прямопропорційною добуткові концентрацій реактантів у степенях, що дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам речовин у рівнянні реакції:

$R = \gamma \prod c_i^{\nu_i}$ ,

де $γ$ - коефіцієнт пропорційності.

Закон діючих мас встановили Като Максиміліан Гульдберґ і Петер Вааґе в 1860-1870 роках.

[ред.] Теорія

В стані хімічної рівноваги при фіксованій температурі й тиску вільна енергія Гібса повинна мати мінімальне значення, тому

$\frac{\partial \Phi}{\partial N_1} + \frac{\partial \Phi}{\partial N_2}\frac{\partial N_2}{\partial N_1}+\ldots = 0$ .

Виходячи з рівнянь реакції

$\frac{\partial N_i}{\partial N_1} = \frac{\nu_i}{\nu_1}$ ,

а тому

$\sum_i \mu_i \nu_i =0, \,$

де $μ i$ - хімічний потенціал i-го реагента. Це рівняння є загальною формою запису закону, часткову форму якого можна отримати, виразивши хімічні потенціали через концентрації.

$\mu_i = k_B T \, \ln P_i + \chi_i(T),$ ,

де $P i$ - парціальний тиск, а $χ(T)$ - певна функція від термператури. Парціальні тиски кожної з речовин, що беруть участь у реакції, пропорційні їхнім концентраціям. Після нескладних перетворень можна отримати

$\prod c_i^{\nu_i} = P^{-\sum_i \nu_i }e^{\sum_i \nu_i \chi_i/k_BT} = K_c(P,T)$ .

Стала хімічної рівноваги не залежить від початкової концентрації реагентів, а визначається лише тиском і температурою.

[ред.] Дивіться також

[ред.] Література

Мала гірнича енциклопедія: В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: «Донбас», 2004. ISBN 966-7804-14-3

Закон діючих мас

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

[ред.] Теорія

[ред.] Дивіться також

[ред.] Література

Перегляди

Особисті інструменти

Навігація

Участь

Пошук

Панель інструментів

Іншими мовами