Loven om handlende masser

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 6. november 2019; verifikation kræver 1 redigering .

Massevirkningsloven fastlægger forholdet mellem masserne af reagerende stoffer i kemiske reaktioner ved ligevægt , såvel som afhængigheden af hastigheden af en kemisk reaktion på koncentrationen af udgangsstofferne. Masseaktionsloven blev opdaget i 1864-1867 af de norske videnskabsmænd K. Guldberg (1836-1902) og P. Waage (1833-1900).

Loven om massevirkning er kun gyldig for gasser og flydende stoffer (homogene systemer) og gælder ikke for reaktioner, der involverer faste stoffer (heterogene systemer).

Loven om massevirkning i kemisk kinetik

Loven om massevirkning i kinetisk form (grundlæggende kinetikligning) siger, at hastigheden af en elementær kemisk reaktion er proportional med produktet af koncentrationerne af reaktanter i potenser svarende til de støkiometriske koefficienter i reaktionsligningen for en elementær reaktion [1 ] . Denne holdning blev formuleret i 1864-1867 af de norske videnskabsmænd K. Guldberg og P. Waage . For en elementær kemisk reaktion:

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

loven om massehandling kan skrives som en kinetisk ligning af formen:

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

hvor er hastigheden af en kemisk reaktion , er reaktionshastighedskonstanten . $v$ $k$

For komplekse reaktioner generelt er dette forhold ikke opfyldt. Ikke desto mindre kan mange komplekse reaktioner betinget betragtes som en række på hinanden følgende elementære trin med ustabile mellemprodukter, formelt svarende til overgangen fra starttilstanden til sluttilstanden i "et trin". Sådanne reaktioner kaldes formelt simple [2] . For formelt simple reaktioner kan den kinetiske ligning fås i formen:

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

(for de tre udgangsmaterialer, svarende til ovenstående ligning). Her , , er rækkefølgen af reaktionen med hensyn til henholdsvis stoffer , , og summen er den generelle (eller samlede) rækkefølge af reaktionen. , , er muligvis ikke lig med støkiometriske koefficienter og ikke nødvendigvis heltal. under visse betingelser kan det være lig med nul. $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{3}$ $A_{1}$ $A_{2}$ $A_{3}$ ${\displaystyle n=n_{1}+n_{2}+n_{3))$ $n_{1}$ $n_{2}$ $n_{3}$ $n$

Loven om massevirkning i kemisk termodynamik

I kemisk termodynamik relaterer loven om massevirkning ligevægtsaktiviteterne af de oprindelige stoffer og reaktionsprodukter i henhold til forholdet:

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

hvor

a_{i}

- stoffers aktivitet . I stedet for aktivitet kan koncentration (til en reaktion i en ideel opløsning), partialtryk (reaktion i en blanding af ideelle gasser), fugacity (reaktion i en blanding af rigtige gasser) anvendes;

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

- støkiometrisk koefficient (for udgangsstoffer tages det som negativt, for produkter - som positivt);

K_{a}

er den kemiske ligevægtskonstant . Indekset "a" betyder her brugen af aktivitetsværdien i formlen .

I praksis, i beregninger, der ikke kræver særlig nøjagtighed, erstattes aktivitetsværdier normalt med de tilsvarende værdier af koncentrationer (for reaktioner i opløsninger) eller partialtryk (for reaktioner mellem gasser). Ligevægtskonstanten er angivet med hhv . For første gang blev loven om massehandling afledt af kinetiske repræsentationer af Guldberg og Waage, og dens termodynamiske udledning blev givet af van't Hoff i 1885 [3] . $K_{c}$ $K_{p}$

Eksempel: for en standardreaktion

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

den kemiske ligevægtskonstant bestemmes af formlen

{\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} )))

Noter

↑ Krasnov K. S., Vorobyov N. K., Godnev I. N. m.fl. Fysisk kemi. I 2 bøger. Bestil. 2. Elektrokemi. Kemisk kinetik og katalyse: Proc. for universiteter. - 2. udg., revideret. og yderligere - M .: Højere. skole, 1995. - 319 s. — ISBN 5-06-002914-X
↑ Stromberg A. G., Semchenko D. P. Fysisk kemi: Proc. til kemisk-teknologi. specialist. universiteter / red. A. G. Stromberg. - 2. udg., revideret. og yderligere - M .: Højere. skole, 1988. - 496 s.
↑ Krasnov K. S., Vorobyov N. K., Godnev I. N. m.fl. Fysisk kemi. I 2 bøger. Bestil. 1. Stoffets struktur. Termodynamik: Proc. for universiteter. - 2. udg., revideret. og yderligere - M .: Højere. skole, 1995. - 512 s. — ISBN 5-06-002913-1