Закон действия масс

Эта зависимость была открыта двумя норвежскими учеными – Гульдбергом и Вааге в 1867 году и русским ученым Бекетовым и названа законом действия масс: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степени, равной коэффициенту перед веществом в уравнении реакции.

Для реакции aA + bB = mM + nN закон действия масс имеет вид:

или v = k[A]a[B]b, (3)

где САили [A]- концентрация вещества А, моль/л;

СВ или [В] -концентрация вещества В, моль/л (в дальнейшем в методических указаниях используется второй способ обозначения концентрации) ;

а и в –коэффициенты в уравнении реакции;

k– коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости.

Если принять, что [A]=[B]=1 моль/л, то v= k,то есть константа скорости k численно равна скорости реакции, если концентрации реагирующих веществ равны единице. Поэтому величина kзависит от природы реагирующих веществ, температуры и действия катализатора, а от концентрации не зависит и остается постоянной при данной температуре в течение всей реакции.

Рассмотрим пример гомогенной химической реакции:

2NO(г) + O2 (г) 2NO2 (г)

v = k[NO]2[O2], (4)

В гетерогенной системе "газ – твердое вещество" взаимодействие веществ возможно лишь на поверхности раздела фаз. В этом случае концентрация твердого вещества остается постоянной в единице поверхности и входит в константу скорости реакции, а скорость реакции зависит лишь от концентрации газообразного вещества. Например:

С(т) + О2(г) = СО2(г),

v = k[O2]

При столкновении молекул реагирующих веществ взаимодействие происходит только в том случае, если соударяющиеся частицы обладают энергией, достаточной для разрыва связи в молекулах и преодоления сил взаимного отталкивания их электронных оболочек. Такие молекулы называют активными.

Энергия, необходимая для разрыва связей в молекулах реагирующих веществ и для преодоления сил отталкивания электронных оболочек молекул или атомов реагирующих веществ, называется энергией активации и обозначается Еакт..