Закон действующих масс. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Действующих масс закон - закон хим. термодинамики и кинетики, справедливый для идеальных газов и разбавленных растворов. В хим. термодинамике Д. м. з. устанавливает связь между равновесными концентрациями продуктов реакции и исходных веществ, в хим. кинетике - связь скорости хим. реакции с концентрациями исходных веществ и продуктов реакции. Получен К. Гульдбергом (С. Guldberg) и П. Вааге (P. Waage) из статистич. соображений в 1867, термодинамич. вывод дан Дж. Гиббсом (J. Gibbs) в 1875.

Пусть хим. реакция описывается ур-нием

, где

- хим. символы исходных веществ и продуктов реакции,

- стехиометрич. коэф., указывающие, сколько молекул i-гo вещества возникает

или исчезает

. При хим. равновесии, согласно Д. м. з.. молярные концентрации с_i исходных веществ и продуктов реакции удовлетворяют ур-нию

К_С(Р, T) - константа хим. равновесия, зависящая от давления P и температуры T, при к-рых происходит реакция. Константа хим. равновесия

. функции

определяются связью хим. потенциалов

реагирующих веществ с их парциальными давлениями

, для идеальных газов

. Д.м.з. следует на этого соотношения и условия хим. равновесия

Константу хим. равновесия можно выразить через молярную энергию Гиббса g_i(P, T):

Отсюда следует, что К_C (P, T)удовлетворяет ур-ниям

где

- изменение молярного объёма,

- изменение молярной энтальпии системы при однократном протекании реакции согласно её ур-нию, R - газовая постоянная.

Статистич. физика позволяет вычислить константу хим. равновесия. Напр., для одноатомных газов

- энергия на один атом при T =0,

-хим. постоянная газа [последняя ф-ла получена О. Сакуром (О. Sackur) и Г. Тетроде (H. Tetrode) в 1912], m_i - масса атома. Константа

определяется экспериментально.

Если число молекул при хим. реакции не меняется

, то К_C не зависит от давления; если

, то при изменении давления хим. равновесие смещается, Д.м.з. определяет закон этого смещения.

Для хим. реакций в реальных газах и растворах используют модифициров. Д.м.з.: если вместо концентраций с_i ввести активности а_i, учитывающие отступление системы от идеальности, для хим. потенциала принять ф-лу

, аналогичную ф-ле идеальной системы

, то можно сформулировать Д.м.з. для активностей.

В хим. кинетике скорость хим. реакции, происходящей в идеальном газе или разбавленном растворе согласно ур-нию

, в соответствии с Д.м.а. равна

где с_i и с_i'. - концентрации исходных веществ и продуктов реакции, v_i и v_i'- их стехиометрич. коэф., k и k' - константы скоростей прямой и обратной реакций.

Д.м.з. в кинетике связан с тем, что для прямой реакции необходима встреча в малом объёме

молекул веществ A₁, A₂, ..., вероятность к-рой для идеального газа или разбавленного раствора пропорциональна (с коэф. пропорциональности k)произведению их концентраций

. Тоже справедливо и для обратной реакции, вероятность к-рой пропорциональна

..., но с др. коэф. пропорциональности k'. При хим. равновесии суммарная скорость хим. реакции обращается в нуль, и для равновесного отношения концентраций продуктов реакции и исходных веществ получаем Д.м.з. с константой равновесия, равной отношению скоростей обратной и прямой реакций

. Д.м.з. в кинетике можно получить методами неравновесной термодинамики, а для вычисления k и k' требуется привлечение кинетич. теории газов или электролитов.

Литература по закону действующих масс

Знаете ли Вы, что электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.

Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.

В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.