Зако́н ді́ючих мас (рос. закон действующих масс; англ. mass action law; нім. Massenwirkungsgesetz n) —
1) У хімічній термодинаміці: для реакції
де — символи хімічних речовин, що беруть участь у реакції, — стехіометричні коефіцієнти, концентрації (активності) реагентів у стані хімічної рівноваги задовольняють залежність
де — константа хімічної рівноваги.
Наприклад, при хімічній реакції з вихідними реагентами A та B і продуктами реакції С та D:
- aA + bB = cC + dD, закон діючих мас записується ( — константа швидкості прямої реакції, — константа швидкості зворотної реакції):
В умовах рівноваги ():
- .
2) У хімічній кінетиці: швидкість елементарної гомогенної реакції, для якої молекулярність збігається з порядком, при сталій температурі є прямопропорційною добуткові концентрацій реактантів у степенях, що дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам речовин у рівнянні реакції:
- ,
де — коефіцієнт пропорційності.
Закон діючих мас встановили Като Максиміліан Гульдберґ і Петер Вааґе в 1860—1870 роках.
Теорія
У стані хімічної рівноваги при фіксованій температурі й тиску вільна енергія Гіббса повинна мати мінімальне значення, тому
- .
Виходячи з рівнянь реакції
- ,
а тому
де — хімічний потенціал i-го реагента. Це рівняння є загальною формою запису закону, часткову форму якого можна отримати, виразивши хімічні потенціали через концентрації.
- ,
де — парціальний тиск, а — певна функція від термператури. Парціальні тиски кожної з речовин, що беруть участь у реакції, пропорційні їхнім концентраціям. Після нескладних перетворень можна отримати
- .
Стала хімічної рівноваги не залежить від початкової концентрації реагентів, а визначається лише тиском і температурою.
Див. також
Література
Посилання
Примітки