В химических реакциях закон действующих масс выражает зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ. Для процесса закон действующих масс можно записать следующим образом.
Если рассматривать прямую реакцию, при которой диоксид серы и кислород реагируют с образованием триоксида серы , то выражение для скорости прямой реакции можно записать как:
^2 ]
где:
- — скорость прямой реакции,
- — константа скорости прямой реакции,
- — концентрация диоксида серы,
- — концентрация кислорода.
Для обратной реакции, при которой триоксид серы разлагается на диоксид серы и кислород, скорость реакции будет выражаться так:
^2 ]
где:
- — скорость обратной реакции,
- — константа скорости обратной реакции,
- — концентрация триоксида серы.
В состоянии химического равновесия скорости прямой и обратной реакции равны ). Таким образом, можно записать:
^2 = k_2 ^2 ]
Из этого уравнения можно выразить константу равновесия ):
где:
- — константа химического равновесия.
Константа равновесия показывает соотношение концентраций продуктов и реагентов в состоянии равновесия. Это выражение используется для описания состояния системы, когда скорость образования продуктов равна скорости их распада на исходные вещества.
Таким образом, выражение закона действующих масс для процесса можно записать как:
Это выражение показывает, что при равновесии отношение произведения концентраций продуктов реакции к произведению концентраций реагентов, возведенных в соответствующие степени коэффициентов в уравнении реакции, является постоянной величиной.