質量作用定律
此條目沒有列出任何參考或來源。 (2024年10月24日) |
質量作用定律（英語：Law of mass action）是化學領域的概念。定律包含兩個方向：
- 平衡方向，關於平衡時的反應混合物的組成。
- 動力學方向，關於基元反應的速率式。
兩種方向都源自於G.W.Guldberg與P.Waage (1864-1879)的研究，他們的研究是關於利用<動力學資料>和他們所提出的速率式來導出平衡常數。與此同時他們也得以基本確認化學平衡是一種動態的平衡，在這種進行的、變化的平衡中，正向和逆向的反應速率是相等的。
表述
對於一個簡單的基元反應： ，記化學反應速率為 ，則有： 。其中[X]表示反應物X的濃度，k表示反應的速率常數。
![{\displaystyle v=k[X]^{a}[Y]^{b}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4c57d1eefdc134f33bf205e369d4119df011d4e0)
作為對動力學的表述:一個基元反應[1]的速率，是參與反應的分子的濃度的乘積的比例。 在近代化學中，這是用統計力學推導出來的。
而作為對平衡的陳述，這個定律給出了平衡常數的關係式，平衡常數是可以描述化學平衡的一個量。在近代化學中，這是由平衡熱力學推導出來的。
歷史
挪威化學家古德貝格（G.W.Guldberg）和瓦格（P.Waage）根據化學反應的速率與參加反應的活性質量（就是指分壓強或濃度或摩爾分數）成正比的關係於1867年提出：化學反應速率與反應物的有效質量成正比。這就是初期的質量作用定律。其中有效質量的概念實質上只與濃度相關。近代實驗證明，質量作用定律只適用於基元反應(只經過一個暫態(transtion state)的反應)，因此該定律後期被更嚴格完備地表述為：基元反應的反應速率與各反應物的濃度的冪的乘積成正比，其中各反應物的濃度的冪的指數即為基元反應方程式中該反應物化學計量數的絕對值。
意義
理想氣體混合物在恆溫恆壓下進行化學反應達到平衡狀態時，參加反應的每一種氣體的分壓強或濃度與系統的壓強和溫度間應滿足此定律。質量作用定律不僅適用於氣體，也適用於稀溶液。如果除了氣體和稀溶液以外，還有純固體參加反應，則因純相的化學勢只依賴於溫度和壓強，故在前二式的左端並不包含有關純相的因子，仍然只需寫出氣體（或溶質）的分壓強或濃度的乘積即可，不需要考慮固體反應物的影響。事實上，固體的存在只影響平衡常數對溫度和壓強的依賴關係。 根據質量作用定律，可以確定化學反應中各反應物和生成物的活性質量之間的聯繫。它在化學平衡的研究中具有重要的意義。