Действующих масс закон

ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС ЗАКОН (закон действия масс), при установившемся химическом равновесии определяет соотношение между концентрациями продуктов химической реакции и исходных реагентов (в химической термодинамике) и зависимость скорости реакции от концентраций компонентов (в химической кинетике). Действующих масс закон сформулирован в 1864-67 норвежскими учёными К. Гульдбергом и П. Вааге, назвавшими «действующей массой» вещества его количество в единице объёма (концентрацию). Термодинамический вывод действующего масс закона сделан Дж. Гиббсом в 1875 году. Исходя из предположения, что скорость реакции определяется вероятностью столкновения вступающих во взаимодействие частиц, Гульдберг и Вааге в 1879 предложили кинетический вывод закона.

Для химической реакции в состоянии равновесия действующих масс закон может быть представлен общим уравнением:

где μ_i - химический потенциал i-го компонента системы, v_i - стехиометрический коэффициент (положительный для продуктов реакции, отрицательный для реагентов). Для реакций в растворах действующих масс закон записывают через произведение активностей a_i компонентов:

где К_а - константа равновесия. В случае идеальных растворов вместо активностей компонентов используют концентрации реагирующих и образующихся в растворе частиц - молекул, ионов (константа равновесия К_с). Для реакций в газах активности заменяют летучестями (константа равновесия K_f); если реагирующую систему можно считать идеальной газовой смесью, вместо летучестей применяют парциальные давления компонентов (константа равновесия К_р). Поскольку при химическом равновесии суммарная скорость обратимой реакции обращается в нуль, для равновесного отношения концентраций продуктов реакции и исходных веществ действующих масс закон может быть записан в виде: K_c = k’/k, где k’ и k -константы скорости прямой и обратной реакций.

Действующих  масс закон позволяет оптимизировать химические стадии производственных процессов, на основании термодинамических данных предсказывать равновесные состояния химических процессов при изменении условий их протекания.

Лит.: Эткинс П. Физическая химия: В 2 т. М., 1980.