Zakon o dejstvu masa
Zakon o dejstvu masa (Guldberg-Vageov zakon) je jedan od osnovnih zakona hemijske kinetike. Po njemu je brzina hemijske reakcije upravo srazmerna proizvodu koncentracija reagujućih supstanci. Formulisali su ga 1867. godine norveški naučnici Kato Maksimilijan Guldberg i Petar Vage.
Preciznije govoreći, to znači sledeće. Da bi došlo do reakcije dva reaktanta moraju da se sudare, odnosno da se približe na veoma malo rastojanje. Verovatnoća da će se oba reaktanta (mada može da ih bude i više) nalaziti u jednom malom delu prostora jednaka je proizvodu pojedinačnih verovatnoća nalaženja svakog od njih u tom delu prostora.
Budući da koncentracija (mada definicija može da varira od konteksta, prvobitna definicija govorila je o srazmernosti brzine sa aktivnim masama) predstavlja broj čestica u određenom delu prostora (zapremini), što je koncentracija veća, to će se veći broj čestica nalaziti u datoj zapremini pa će samim tim i verovatnoća njihovog dodira biti veća.
Dakle, sa povećanjem koncentracija reagujućih supstanci povećava se i brzina reakcije.
Primer uredi
Na jednostavnom primeru to bi izgledalo ovako:
![{\displaystyle V=k\times [A]\times [B]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/82271795afd59097b999919bf193037744552235)
gde je:
- brzina hemijske reakcije
- koeficijent proporcionalnosti
- koncentracije reaktanata A i B
![{\displaystyle [A],[B]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4be47f25f90da5b3275577400df0d2a28864be24)
Budući da su koeficijenti ispred reaktanata retko 1, opštiji slučaj bi bio:
![{\displaystyle V=k\times [A]^{m}\times [B]^{n}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ccb0935bfcf34ea164609863d4470ed0d76d847c)
Najuopštenije govoreći i primenjeno na povratnu reakciju:
Brzina reakcija udesno će biti: a ulevo .
![{\displaystyle k_{AB}\times [A]^{m}\times [B]^{n}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6bf88715d1f822604e31ade3258fd1165783de76)
![{\displaystyle k_{CD}\times [C]^{p}\times [D]^{q}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/33de326306fe2f43b6fb9f79ea39f17b9e1bd419)
Budući da kod povratnih reakcija dolazi do uspostavljanja hemijske ravnoteže brzina direktne i povratne reakcije moraju biti iste po uspostavljanju ravnoteže:
![{\displaystyle k_{AB}\times [A]_{r}^{m}\times [B]_{r}^{n}=k_{CD}\times [C]_{r}^{p}\times [D]_{r}^{q}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e2b82c78b6a7751af2c70f0c159ebd878eff26de)
Odatle se može dobiti konstanta ravnoteže K:
![{\displaystyle K={\frac {[C]_{r}^{p}[D]_{r}^{q}}{[A]_{r}^{m}[B]_{r}^{n}}}={\frac {k_{AB}}{k_{CD}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/64e16b571d91e905ac5cb994964a6878ad7b046c)
Indeks []r označava da se u poslednjoj jednačini radi o ravnotežnim koncentracijama naspram proizvoljnih koncentracija koje figurišu u prethodnim izrazima. Dakle, u posmatranom sistemu koncentracije reaktanata/produkata mogu da se menjaju proizvoljno pri čemu reakcija može da teče u jednom ili drugom smeru zbog čega dolazi do promena koncentracije i reaktanata i produkata. Međutim, u ravnoteži, reakcije se odvijaju u oba smera istom brzinom te se otuda koncentracije ni reaktanata ni produkata NE menjaju. ravnoteža može da se postigne pri različitim koncentracijama reaktanata/produkata ali uz uslov koji postavlja poslednja jednačina.
Konstanta ravnoteže ne zavisi od koncentracije reaktanata/produkata ali zavisi od temperature. Preko konstante ravnoteže mogu se izračunati ravnotežne koncentracije supstanci uključenih u reakciju a iz njene temperaturske zavisnosti promena slobodne energije u toku reakcije.
Zakon o dejstvu masa se može definisati i preko masa reagujućih supstanci međutim, to nije od većeg praktičnog značaja.
Važno je i napomenuti da je koncentracija samo jedan od faktora koji utiču na brzinu hemijske reakcije. Ostali su temperatura, pritisak, prisustvo katalizatora.