Применение закона действующих масс для гомогенных и гетерогенных систем

 

Закон действующих масс: скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярной концентрации реагирующих веществ. В степенях стехиометрический коэффициент для гомогенных реакций

 

Для реакции aA + bB → mM + nN математическое выражение закона действующих масс имеет вид:

v = k · C_A^a · C_B^b,

где v - скорость реакции; k - коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости химической реакции (при C_A = C_B = 1 моль/л k численно равна v); C_A и C_B - концентрации реагентов A и B; a и b - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Константа скорости химической реакции k определяется природой реагирующих веществ и зависит от температуры, от присутствия катализатора, но не зависит от концентрации веществ, участвующих в реакции.

 

Закон действующих масс является справедливым только для наиболее простых по своему механизму взаимодействий, протекающих в газах или в разбавленных растворах.

Сложные реакции могут быть совокупностью параллельно или последовательно протекающих процессов. Закон действующих масс справедлив для каждой отдельной стадии реакции, но не для всего взаимодействия в целом. Та стадия, скорость которой минимальна, лимитирует скорость реакции в общем. Поэтому математическое выражение закона действующих масс, записанное для самой медленной (лимитирующей) стадии процесса, приложимо одновременно ко всей реакции в целом.