Legge di azione di massa

In chimica, l'azione di massa è la teoria secondo la quale un gran numero di piccole particelle (in particolare atomi o molecole), pur agendo ciascuna individualmente di moto casuale, possano di fatto essere ricondotte a un modello maggiore. Si prenda ad esempio una nuvola di gas in moto con data direzione: le singole molecole si muoveranno di moto casuale ma, se prese nell'insieme, hanno una certa direzione.

Descrizione

La legge di azione di massa, formulata per la prima volta da Peter Waage e Cato Guldberg nel 1864, afferma che la velocità di una reazione chimica è proporzionale alla concentrazione delle sostanze partecipanti. Più formalmente, la variazione della quantità di prodotti è proporzionale al prodotto delle attività dei reagenti:

• nel caso di una reazione in cui concorrono gas, le attività sono uguali alle pressioni parziali;
• nel caso di una reazione acquosa ben mescolata, le attività sono uguali alle concentrazioni molari;

Pertanto, in una reazione come

$A+A+B\to A_{2}B$,

la velocità di formazione è $\frac{\mathrm{d}[A_{2}B]}{\mathrm{d}t}=k\times [A{]}^2\times [B]$ dove k è una costante.

Un caso generale è dato dalla reazione reversibile come

$A+A+B\rightleftharpoons C+D$

essendo

$\frac{\mathrm{d}[C]}{\mathrm{d}t}=k_{AB}\times [A{]}^2\times [B]-k_{CD}\times [C]\times [D]$

e significa che C e D sono prodotti dalla reazione diretta e consumati da quella inversa. Una conseguenza della legge di azione di massa è che dopo un certo tempo si creerà un equilibrio tra le due reazioni e

$k_{AB}\times [A{]}^2\times [B]=k_{CD}\times [C]\times [D]$

risultando nell'equazione seguente, spesso chiamata essa stessa legge di azione di massa:

$K=\frac{[C][D]}{[A{]}^2[B]}=\frac{k_{AB}}{k_{CD}}$

dove K è detta costante di equilibrio.

Collegamenti esterni

• Template:Collegamenti esterni