ДЕ́ЙСТВУЮЩИХ МАСС ЗАКО́Н

ДЕ́ЙСТВУЮЩИХ МАСС ЗАКО́Н (за­кон дей­ст­вия масс), при ус­та­но­вив­шем­ся хи­мич. рав­но­ве­сии оп­ре­де­ля­ет со­от­но­ше­ние ме­ж­ду кон­цен­тра­ция­ми про­дук­тов хи­мич. ре­ак­ции и ис­ход­ных реа­ген­тов (в хи­мич. тер­мо­ди­на­ми­ке) и за­ви­си­мость ско­ро­сти ре­ак­ции от кон­цен­тра­ций ком­по­нен­тов (в хи­мич. ки­не­ти­ке). Д. м. з. сфор­му­ли­ро­ван в 1864–67 норв. учё­ны­ми К. Гульд­бер­гом и П. Ваа­ге, на­звав­ши­ми «дей­ст­вую­щей мас­сой» ве­ще­ст­ва его ко­ли­че­ст­во в еди­ни­це объ­ё­ма (кон­цен­тра­цию). Тер­мо­ди­на­мич. вы­вод Д. м. з. сде­лан Дж. Гиб­бсом в 1875. Ис­хо­дя из пред­по­ло­же­ния, что ско­рость ре­ак­ции оп­ре­де­ля­ет­ся ве­ро­ят­но­стью стол­к­но­ве­ния всту­паю­щих во взаи­мо­дей­ст­вие час­тиц, Гульд­берг и Ваа­ге в 1879 пред­ло­жи­ли ки­не­тич. вы­вод за­ко­на.

Для хи­мич. ре­ак­ции в со­стоя­нии рав­но­ве­сия Д. м. з. мо­жет быть пред­став­лен об­щим урав­не­ни­ем: $$\displaystyle\sum_i \nu_i \mu_i=0,$$ где $\mu_i$ – хи­ми­че­ский по­тен­ци­ал $i$-го ком­по­нен­та сис­те­мы, $\nu_i$ – сте­хио­мет­рич. коэф. (по­ло­жи­тель­ный для про­дук­тов ре­ак­ции, от­ри­ца­тель­ный для реа­ген­тов). Для реак­ций в рас­тво­рах Д. м. з. за­пи­сы­ва­ют че­рез про­из­ве­де­ние ак­тив­но­стей $a_i$ ком­по­нен­тов: $$\displaystyle \Pi_ia_i^{\nu_i}=K_a,$$где $K_a$ – кон­стан­та рав­но­ве­сия. В слу­чае иде­аль­ных рас­тво­ров вме­сто ак­тив­но­стей ком­по­нен­тов ис­поль­зу­ют кон­цен­тра­ции реа­ги­рую­щих и об­ра­зую­щих­ся в рас­тво­ре час­тиц – мо­ле­кул, ио­нов (кон­стан­та рав­но­ве­сия $K_c$). Для ре­ак­ций в га­зах ак­тив­но­сти за­ме­ня­ют ле­ту­че­стя­ми (кон­стан­та рав­но­ве­сия $K_f$); ес­ли реа­ги­рую­щую сис­те­му мож­но счи­тать иде­аль­ной га­зо­вой сме­сью, вме­сто ле­ту­че­стей при­ме­ня­ют пар­ци­аль­ные дав­ле­ния ком­по­нен­тов (кон­стан­та рав­но­ве­сия $K_p$). По­сколь­ку при хи­мич. рав­но­ве­сии сум­мар­ная ско­рость об­ра­ти­мой ре­ак­ции об­ра­ща­ет­ся в нуль, для рав­но­вес­но­го от­ношения кон­цен­тра­ций про­дук­тов ре­ак­ции и ис­ход­ных ве­ществ Д. м. з. мо­жет быть за­пи­сан в ви­де: $K_c=k'/k$, где $k'$ и $k$ – кон­стан­ты ско­ро­сти пря­мой и об­рат­ной ре­ак­ций.

Д. м. з. по­зво­ля­ет оп­ти­ми­зи­ро­вать хи­мич. ста­дии про­из­водств. про­цес­сов, на ос­но­ва­нии тер­мо­ди­на­мич. дан­ных пред­ска­зы­вать рав­но­вес­ные со­стоя­ния хи­мич. про­цес­сов при из­ме­не­нии ус­ло­вий их про­те­ка­ния.