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 , (2.3)

где или - концентрация вещества , моль/л; или - концентрация вещества , моль/л (в дальнейшем в методических указаниях используется второй способ обозначения концентрации); и – коэффициенты в уравнении реакции; – коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости.

Если принять, что моль/л, то ,то есть константа скорости численно равна скорости реакции, если концентрации реагирующих веществ равны единице. Поэтому величина зависит 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.) + O_{2 (г)} 2NO_{2 (г.)}

,

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_(тв.) + О_2(г.) = СО_2(г.),

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 _..