Закона действующих масс автор

ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС ЗАКОН

ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС ЗАКОН: при установившемся хим. равновесии между реагентами и продуктами р-ции выполняется равенство , где m i — хим. потенциал i-го компонента системы, n i — eгo стехиометрич. коэф. (для реагентов он отрицательный, для продуктов р-ции — положительный). Если реагирующие в-ва и продукты р-ции можно рассматривать как идеальные газы, m i выражается через парциальное давление pi:

где R — газовая постоянная, Т — т-ра, m i 0 (T) — не зависящая от давления составляющая m i. С помощью этого соотношения действующих масс закон можно выразить равенством:

где Кр(Т)- константа равновесия р-ции. Часто левую часть этого равенства записывают в виде произведения: = Кр(Т). Поскольку для идеальных газов pi = сiRТ, где сi — молярная концентрация i-го в-ва, справедливо след. выражение действующих масс закона: , т. е. действующих масс закон выражает взаимосвязь концентраций компонентов системы при хим. равновесии. Константы равновесия р-ции Кр(Т)и Кc(Т)связаны соотношением:

Для реальных газов хим. потенциал выражают через летучести fi компонентов и действующих масс закон записывают в виде: численные значения констант равновесия Kf(T)и Кр(Т)совпадают. Для р-ций в разбавл. р-рах действующих масс закон связывает концентрации реагирующих и образующихся в р-ре частиц (молекул или ионов). При записи действующих масс закона могут использоваться разл. единицы концентрации, что влияет на значение константы равновесия. Для р-ций в р-рах константа зависит, вообще говоря, не только от т-ры, но и от внеш. давления р. Так, При невысоких давлениях зависимостью К от р обычно пренебрегают. В общем случае для р-ций в р-рах действующих масс закон выражают через активности аi компонентов: Константа равновесия Ка связана со стандартными хим. потенциалами в-в m i 0 (Т, р) соотношением: , где m i 0 — хим. потенциал i-го в-ва при ai = 1. В хим. кинетике действующих масс закон выражает скорость v р-ции через концентрации реагентов. Для простой р-ции n AA + n BB : продукты, где А и В — реагирующие в-ва, n A и n В — их стехиометрич. коэф., v = K[А] n A [В] n В , К-константа скорости р-ции, не зависящая от концентраций реагентов [А] и [В]. Для сложных р-ций действующих масс закон в общем случае не справедлив, однако он нередко выполняется, если такая р-ция имеет одну или неск. лимитирующих стадий. В этом случае, однако, значения n A и n В в выражениях для скорости р-ции и в стехиометрич. ур-нии р-ции часто различны. Если р-ция протекает обратимо с константами скорости k1 и k_1, напр.:

где Y и Z — продукты, n Y и n Z — их стехиометрич. коэф., то в условиях равновесия скорости прямой и обратной р-ций равны:

Отсюда следует, что

где Кс — константа равновесия р-ции. Действующих масс закон широко используется для расчета равновесных концентраций продуктов р-ции; он позволяет также предсказать направление, в к-ром смещается хим. равновесие при изменении условий протекания р-ции. Для необратимых р-ций действующих масс закон позволяет рассчитать скорость р-ции при любых концентрациях реагентов, если известна константа скорости р-ции. Д ействующих масс закон был установлен К. Гульдбергом и П. Вааге в 1864-67; его строгий термодинамич. вывод получен Дж. Гиббсом в 1875-78. Е.Т. Денисов.

===
Исп. литература для статьи «ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС»: нет данных

Страница «ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Закон действующих масс

Влияние природы реагирующих веществ

Например, взаимодействие натрия и меди с кислородом протекает в соответствии с уравнениями реакций:

Первый процесс протекает со скоростью V1, второй – V2, причем, V1 >> V2.

Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ определяется законом действующих масс. Этот закон установлен норвежскими учеными Гульдбергом и Вааге в 1867 г. Он формулируется следующим образом: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Для химической реакции, протекающей по уравнению, записанному в общем виде

аА + bВ = сС + dD, (3)

математическое выражение закона действующих масс, называемое кинетическим уравнением химической реакции, имеет вид

где V – скорость химической реакции; CA, CB – молярные концентрации реагентов А и В; а и b – стехиометрические коэффициенты для реагентов А и В в уравнении реакции; k – коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости химической реакции.

Ее физический смысл становится понятным, если принять CA= CB = 1 моль/л, тогда k = V (константа скорости численно равна скорости химической реакции при концентрациях компонентов 1 моль/л), или удельная (единичная) скорость.

Константа скорости химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры, присутствия катализатора и не зависит от концентрации реагирующих веществ.

Для гомогенных газовых систем существует прямо пропорциональная зависимость между концентрацией газов и их парциальным давлением, определяемая уравнением Менделеева-Клапейрона:

(5)

где Сi – молярная концентрация i-того компонента в системе, моль/л; Pi – парциальное давление i-того компонента в системе.

Учитывая вышесказанное, математическое выражение закона действующих масс для уравнения химической реакции (3), протекающей в газовой фазе, можно записать в виде

В случае гетерогенных реакций в математическое выражение закона действующих масс входят концентрации только тех веществ, которые находятся в газовой фазе или в растворе. Вещества, находящиеся в конденсированном состоянии (твердом или жидком), реагируют лишь на поверхности раздела фаз, которая остается неизменной, поэтому концентрация веществ (поверхностная) постоянна и входит в константу скорости. Например, для реакции горения угля:

Закон действия масс

Взаимодействие между различными веществами происхо­дит при различных условиях и с различной скоростью. Понятие о скорости химической реакции является одним из важнейших в химии. Скорость химической реакции характеризуется изменением концентрации реагирую­щих веществ за единицу времени. Концентрация выра­жается числом молей в 1 л, время — секундами, минута­ми или часами в зависимости от скорости данной реак­ции.

Так как все реагирующие вещества связаны между собой уравнением реакции, по изменению концентрации одного вещества можно судить об изменениях концент­рации всех остальных. Например, исходная концентра­ция одного из реагирующих веществ составляла 2 моль/л, а через 5 мин от начала реакции она стала 1,5 моль/л; таким образом средняя скорость реакции

будет равна (2-1,5)/5=0,1 моль/л в минуту.

Для того чтобы произошло химическое взаимодейст­вие веществ, молекулы или ионы должны столкнуться. Только при этом станет возможным образование моле­кул новых веществ (продуктов реакции). Ясно, что скорость реакции будет пропорциональна числу столкно­вений, которое будет тем больше, чем выше концентра­ция реагирующих веществ.

В 1867 г. К. М. Гульберг и П. Вааге открыли так на­зываемый закон действия масс, устанавливающий за­висимость скорости химической реакции от концентра­ции. Согласно этому закону скорость химической реак­ции при постоянной температуре прямо пропорциональ­на произведению концентраций реагирующих веществ.

Так, для реакции А+В=АВ выражение для скорости реакции будет иметь вид

где V — скорость реакции; [А] — концентрация веще­ства А; [В]—концентрация вещества В; k — коэффи­циент пропорциональности, или константа скорости.

Опыт показывает, что скорость химической реакции зависит от температуры, причем при повышении темпе­ратуры скорость большинства реакций увеличивается. Это объясняется тем, что при повышении температуры увеличивается скорость движения молекул, а следо­вательно, и число столкновений между ними. Кроме того, скорость реакции зависит от природы реагирую­щих веществ.

Эти два фактора влияют на величину кон­станты скорости и, следовательно, она зависит от темпе­ратуры и природы реагирующих веществ, а также от присутствия катализатора.

Если [А]=1 и [В]=1, то V=k. Константа скорости k численно равна скорости данной реакции, если кон­центрации реагирующих веществ или их произведение равны единице.

Если 2 моля вещества А вступят в реакцию с 3 (моля­ми вещества В, т. е. 2А +ЗВ = С, то скорость данной реакции

Таким образом, для реакции

выражение для скорости реакции будет следующее:

Например, скорость реакции окисления оксида азота равна

У нас можно купить кедровые орехи из свежего урожая.
Вместо телевизора, теперь доступно бесплатное тв онлайн.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Закон действия масс. Константы равновесия

Большое внимание в демонстрациях уделено равновесию в растворах слабых электролитов. При изложении раздела химического равновесия следует отметить, что к растворам слабых электролитов, как к равновесным системам, приложим закон действующих масс. Константа равновесия у слабых электролитов или, как ее еще называют, константа электролитической диссоциации не зависит от концентрации раствора, а зависит только от температуры. Колориметрические методы определения pH наглядно демонстрируются в опытах 51 и 52. [c.102]

Закон действия масс. Константы равновесия 261 [c.261]

Закон действующих масс. Константа равновесия [c.50]

Из перечисленных общих условий выводятся конкретные условия для химических равновесий. Выражением этих условий для гомогенных систем является закон действия масс (константы равновесия). [c.259]

Реакция раствора вследствие гидролиза — щелочная. По закону действия масс константа равновесия написанной реакции (гл. И) [c.164]

В соответствии с законом действующих масс константа равновесия для этой реакции [c.198]

Возможность вещества перейти из раствора в осадок определяется законом действующих масс Константой равновесия реакции осаждения является произведение растворимости ПР Для реакции [c.264]

Вода —типично амфотерное соединение она образует в равных количествах ионы водорода, являющиеся носителями кислотных свойств, и ионы гидроксила — носители щелочных (основных) свойств. Применяя закон действия масс, константу равновесия (диссоциации) можно выразить уравнением [c.353]

Закон действия масс. Константа равновесия. . 13 [c.489]

По закону действия масс константа равновесия между промежуточным комплексом и исходными веществами [c.194]

По закону действующих масс константа равновесия этой реакции [c.35]

Согласно закону действующих масс, константа равновесия реакции обмена К выражается равенством [c.145]

Согласно закону действующих масс константа равновесия реакции (П.9) [c.106]

На основании закона действующих масс константа равновесия К этой реакции равна [c.184]

При термическом разложении карбонилов других металлов, например гексакарбонила вольфрама, как показали расчеты А. А. Уэльского и автора [244], разряжение в системе влияет на процесс. Поскольку гексакарбонил вольфрама, окись и двуокись углерода являются газообразными веществами, то, исходя из закона действия масс, константа равновесия всех реакций с участием этих соединений будет определяться соотношением их парциальных давлений. [c.93]

Согласно закону действующих масс константы равновесий (8.71), (8.72), характеризующие прочность образующихся разнолигандных комплексов, будут равны [c.278]

ЗАКОН ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС. КОНСТАНТЫ РАВНОВЕСИЯ [c.111]

На основании закона действия масс константа равновесия для этой обратимой реакции равна [c.188]

Полученная с помощью закона действующих масс константа равновесия К реакции Ме + Ог MeOz равна IMeOzl/lMellOaJ, где в квадратных скобках представлены действующие массы реагирующих веществ. Условились считать действующие массы твердых металла и окисла равными единице, а действующая масса кислорода может быть представлена его парциальным давлением равновесных условиях. Если давление кислорода выражено в мосферах, то новая константа равновесия Кп равна Про,- [c.11]

Так как диссоциация слабых электролитов представляет собой обратимый процесс, ведущий к установлению равновесия, то она подчиняется закону действующих масс. Константа равновесия, например для уксусной кислоты, диссоциирующей по уравнению СН3СООН СН3СОО + Н+, имеет следующее выражение [c.133]

Смотреть страницы где упоминается термин Закон действия масс. Константы равновесия: [c.120] [c.8] [c.29] [c.237] Смотреть главы в:

Закон действующих масс. Константа химического равновесия

Термодинамика химического равновесия. Константа химического равновесия. Закон действующих масс. Принцип Ле-Шателье. Изотерма химической реакции. Равновесие в гетерогенных реакциях. Влияние температуры на химическое равновесие. Уравнения изобары и изохоры химической реакции.

Cуществуют реакции, протекающие в двух противоположных направлениях, которые называются обратимыми

Н2 газ + I2 газ 2 НIгаз

С течением времени скорость (V) прямой реакции, которая пропорциональна произведению концентраций исходных веществ, будет уменьшаться, так как уменьшаются концентрации исходных веществ (Н2 и I2), а скорость обратной реакции, которая пропорциональна концентрации НI в квадрате, увеличивается, так как увеличивается концентрация НI. Наконец, наступит такой момент, когда Vпрямой = Vобратной, т. е. наступает состояние химического равновесия.

Устойчивые равновесия (в том числе и химические) характеризуются следующими общими признаками:

1. Неизменностью равновесного состояния системы при сохранении внешних условий.

2. Подвижностью равновесия

3. Динамическим характером равновесия, т.е. установлением и сохранением его вследствие равенства скоростей прямого и обратного процессов.

4. Возможностью подхода к состоянию равновесия с двух противоположных сторон (т.е. вводя только исходные вещества, либо только продукты реакции).

5. Минимальным значением G (или F или соответствующим экстремальным значением другой характеристической функции при иных путях проведения процесса).

Можно вывести конкретные условия равновесия, одним из которых является закон действующих масс (закон действия масс), который был выведен кинетическим способом Гульдбергом и Вааге в 1867 г. (кинетический метод менее строгий, чем термодинамический).

Кинетический вывод закона действующих масс.

Рассмотрим обратимую реакцию:

Н2 газ + I2 газ 2 НIгаз

Для прямой реакции при постоянной температуре скорость реакции равна:

Vпрямой = k1

Для обратной реакции скорость равна:

Это математическая форма записи так называемого основного постулата химической кинетики. Здесь k1 и k2 – константы скорости прямой и обратной реакции.

При равновесии: Vпрямой = Vобратной, т.е

. ,

откуда или ,

где .

Здесь kс – константа равновесия, выраженная через равновесные концентрации (ее иногда называют классической константой равновесия или концентрационной константой равновесия). Это и есть математическое выражение закона действующих масс для рассмотренной реакции, который формулируется следующим образом:

отношение произведения равновесных концентраций (или парциальных давлений) продуктов реакции, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам, к аналогичному произведению для исходных веществ при данной температуре есть величина постоянная для данной реакции.

Термодинамическая константа равновесия.

Химические реакции обратимы и могут протекать как в прямом так и в обратном направлении.

В случае реальных систем равновесные концентрации заменяют на равновесные активности (аi) и получают термодинамическую константу химического равновесия:

,

где ni – стехиометрические коэффициенты уравнения реакции. Величины положительны для продуктов реакции и отрицательны для исходных веществ.

Константы химического равновесия, выраженные через равновесные парциальные давления рi или равновесные фугитивности fi участников реакции, имеют вид:

,

.

Один из важных выводов из закона действия масс является взаимосвязь парциальных давлений (или концентраций) всех веществ, участвующих в реакции. В условиях равновесия парциальные давления (или концентрации) всех веществ, участвующих в реакции, связаны между собой. Нельзя изменить парциальное давление (или концентрации) ни одного из них, без изменения парциальных давлений (или концентраций) всех остальных веществ, участвующих в реакции, чтобы сохранилось прежнее численное значение константы равновесия при данных условиях.

Пример 3.1 Процесс получения хлора окислением хлористого водорода протекает по уравнению:

.

При смешении 1 моль HCl с 0,48 моль O2 образуется 0,402 моль Cl2. В системе P = 1 атм (1,013*10 5 Па), T =659 K. Найти значение KP.

Решение. На образование 0.402 моль Cl2 расходуется 0.804 моль HCl и 0,201 моль O2. При установлении в системе равновесия имеем:

Найдем равновесные парциальные давления участников реакции:

Рассчитаем константу равновесия реакции:

Еще по теме:

  • Виды делегирования полномочий в то Делегирование полномочий (основные методы) В данной статье мы подробно и на доступном языке рассмотрим, что такое делегирование полномочий (основные методы), а также этапы, виды и принципы которым следует придерживаться. По сути, делегирование – это: - передача власти, задания, […]
  • Карл маркс адвокат Карл маркс адвокат Карл Генрих Маркс – немецкий философ, социолог, экономист, политический журналист, общественный деятель. Его работы сформировали в философии диалектический и исторический материализм, в экономике — теорию прибавочной стоимости, в политике — теорию классовой […]
  • Чистка реестра лучшая Лучшая программа для очистки + оптимизации + ускорения компьютера. Практический опыт Здравствуйте. Каждый пользователь компьютера мечтает чтобы его «машинка» работала быстро и без ошибок. Но, к сожалению, мечты сбываются не всегда… Чаще всего, приходится сталкиваться с тормозами, […]
  • Военный билет корешок расписки Расписка за военный билет (Форма 12) Открыть в формате Word КОРЕШОК РАСПИСКИ № В приеме_____________________________________ (наименование документа _____________________________________________ воинского учета) 1. _________________________________________ […]
  • Спор о границе соседних участков Вашанова Оксана Вячеславовна Актуальность споров о границах земельных участков обусловлена тем, что до введения в действие Земельного кодекса РФ земельные участки часто предоставлялись без определения границ. В результате чего в государственном кадастре зачастую отсутствуют сведения о […]
  • Специалист по залогам в банк Требования к специалистам по залогу в отечественных банках. Образование залоговых специалистов и руководителей Сотрудники банков, на основании опыта которых впоследствии сформировалась самостоятельная функция по работе с залогами, появились в 1992 — 1995 гг. До этого эти специалисты […]
  • Адвокат лукьянов герман Гимназия "Эллада" Лучшая частная школа Москвы! Виртуальный тур по гимназии 8 (499) 324-83-29 8 (499) 324-83-28 Primary menu «Герман Лукьянов рассказывает» Герман Лукьянов — адвокат Российского ИМПЕРАТОРСКОГО Дома Герман Юрьевич Лукьянов, один из верных и преданных друзей гимназии […]
  • Правило получения разрешения на охотничье оружие Как правильно получить разрешение на оружие на госуслугах? Оформление лицензии Оружие манит многих. В наши дни получить лицензию для него несложно, а уж купить и еще проще, были бы деньги. Тогда что же останавливает? Ну это же надо ходить по инстанциям, скажут многие, сидеть в очередях… […]