Номер 2, страница 90, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Сформулируйте закон действующих масс?

Решение

Закон действующих масс — это фундаментальный закон химической кинетики, который устанавливает зависимость скорости химической реакции от концентраций реагирующих веществ. Он был сформулирован норвежскими учёными Като Гульдбергом и Петером Вааге в 1864–1867 годах.

Формулировка закона: скорость элементарной химической реакции при постоянной температуре прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Для общей обратимой химической реакции вида:

$aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$

где $\text{A}$ и $\text{B}$ — исходные вещества (реагенты), $\text{C}$ и $\text{D}$ — продукты реакции, а $a, b, c, d$ — их стехиометрические коэффициенты.

Согласно закону действующих масс, скорость прямой реакции ($v_1$), протекающей слева направо, выражается следующим образом:

$v_1 = k_1 [A]^a [B]^b$

Скорость обратной реакции ($v_2$), протекающей справа налево, описывается уравнением:

$v_2 = k_2 [C]^c [D]^d$

В этих уравнениях:

• $[A]$, $[B]$, $[C]$, $[D]$ — это молярные концентрации веществ A, B, C и D соответственно, обычно измеряемые в моль/л.
• $k_1$ и $k_2$ — это константы скорости прямой и обратной реакций. Их значения зависят от температуры и природы веществ, но не от их концентраций.

Когда система достигает состояния химического равновесия, скорости прямой и обратной реакций становятся равными ($v_1 = v_2$), что приводит к следующему равенству:

$k_1 [A]^a [B]^b = k_2 [C]^c [D]^d$

Из этого соотношения выводится выражение для константы химического равновесия ($K_c$), которая является отношением констант скоростей:

$K_c = \frac{k_1}{k_2} = \frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}$

Константа равновесия характеризует глубину протекания реакции и показывает соотношение равновесных концентраций продуктов и реагентов.

Важно подчеркнуть, что закон действующих масс в его классической форме строго применим только для элементарных (протекающих в одну стадию) реакций. Для сложных (многостадийных) реакций скорость всего процесса определяется самой медленной стадией (лимитирующей стадией). В этом случае показатели степеней в кинетическом уравнении (порядки реакции) могут не совпадать со стехиометрическими коэффициентами в общем уравнении реакции и определяются экспериментально.

Ответ:

Закон действующих масс утверждает, что при постоянной температуре скорость элементарной химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени, равные их стехиометрическим коэффициентам. Для общей реакции $aA + bB \rightarrow$ продукты, математически скорость ($\text{v}$) выражается как $v = k [A]^a [B]^b$, где $\text{k}$ — константа скорости, а $[A]$ и $[B]$ — молярные концентрации реагентов A и B.