Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин - закон діючих мас

Необхідною умовою перебігу хімічної реакції поміж двома речовинами є зіткнення їх молекул. Швидкість хімічної реакції залежить від числа таких зіткнень в одиниці об’єму. Ймовірність зіткнення взаємодіючих молекул для гомогенної реакції пропорційна концентраціям реагуючих речовин.

Таким чином, швидкість хімічної реакції пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин в ступенях, які дорівнюють коефіцієнтам, що стоять перед формулами речовин у відповідному рівнянні реакції.

Ця закономірність була встановлена експериментально у 1867 р. Гульбергом і Вааге і носить назву закона діючих мас (ЗДМ). Діючими масами на той час називали концентрації речовин.

Для взаємодії двох молекул, наприклад водню і йоду за рівнянням

Н₂ + I₂ = 2HI,

в элементарному акті якої приймають участь по одной молекулі, ЗДМ в математичній формі має вираз:

v = k C(H₂)C(I₂).

Для реакції

2NO + Cl₂ = 2NOCl

швидкість v = k C²(NO)C(I₂).

Для загальної реакції

a A + b B = c C + d D

швидкість дорівнює:

v = k C^a(A)C^b(B) = k [A]^a[B]^b.

Величина k – коефіцієнт пропорційності поміж швикістю і концентрацією і називається константою швидкості реакції. Вона чисельно дорівнює швидкості реакції, якщо концентрація відповідних речовин дорівнює одиниці. Константа швидкості за сталої температури величина стала і характеризуєть природу реагуючих речовин.