Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Действующих масс закон

Действующих масс закон, один из основных законов физической химии; устанавливает зависимость скорости химической реакции от концентраций реагирующих веществ и соотношение между концентрациями (или активностями) продуктов реакции и исходных веществ в состоянии химического равновесия. Норвежские учёные К. Гульдберг и П. Вааге, сформулировавшие действующих масс закон в 1864—67, назвали «действующей массой» вещества его количество в единице объёма, т. е. концентрацию, отсюда — наименование закона.

  Если в идеальной газовой смеси или идеальном жидком растворе происходит реакция:

  аА + а'А' = bB + b'B'         (1)

(А, А' и т.д. — вещества, а, а' и т.д. — стехиометрические коэффициенты), то, согласно действующих масс закону, скорость реакции в прямом направлении:

  r+ = k+ [A] a [A'] a'         (2)

Здесь [А] — концентрация вещества А и т.д., k+константа скорости реакции (в прямом направлении), k+ зависит от температуры, а в случае жидкого раствора — также и от давления; последняя зависимость существенна лишь при высоких давлениях. Вид уравнения (2) определяется тем, что необходимым условием элементарного акта реакции является столкновение молекул исходных веществ, т. е. их встреча в некотором малом объёме (порядка размера молекул). Вероятность найти в данный момент в данном малом объёме молекулу А пропорциональна [А]; вероятность найти в нём одновременно а молекул А и а' молекул А' по теореме о вероятности сложного события пропорциональна [А] a [А'] a'. Число столкновений молекул исходных веществ в единичном объёме за единичное время пропорционально этой величине. Определённая доля этих столкновений приводит к реакции. Отсюда вытекает уравнение (2). Мономолекулярные реакции требуют особого рассмотрения.

  Скорость реакции (1) в обратном направлении

  r- = k- [B] b [B'] b'.         (3)

Если реакция обратима, т. е. протекает одновременно в противоположных направлениях, то наблюдаемая скорость реакции r = r+ r-. При r+ = r- осуществляется химическое равновесие. Тогда, согласно уравнениям (2) и (3),

 

  где К = k+/k-константа равновесия. Для газовых реакций обычно применяют равноценное уравнение

 

где PA — парциальное давление вещества А и т.д.

  Уравнения (2) и (3) применимы к простой (одностадийной) реакции и к отдельным стадиям сложной реакции, но не к сложной реакции в целом. Уравнения (4) и (5), выражающие действующих масс закон для равновесия, справедливы и в случае сложной реакции.

  Общим условием равновесия по отношению к реакции (1), приложимость которого не ограничена идеальными системами, является уравнение

 

в котором [А] — активность вещества А и т.д. Уравнение (6) выводится из принципов термодинамики. С помощью действующих масс закона для равновесия вычисляют максимально достижимые степени превращения при обратимых реакциях. В число последних входят важные промышленные процессы — синтез аммиака, окисление сернистого газа и многие другие. На основе действующих масс закона для скоростей реакций получают кинетические уравнения, применяемые при расчёте химической аппаратуры.

 

  Лит. см. при ст. Кинетика химическая и Термодинамика химическая.

  М. И. Тёмкин.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн