Legge di azione di massa

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In fisica e 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 ad 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[modifica | modifica wikitesto]

La legge di azione di massa (LAM), espressa per la prima volta da Waage e 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 \rightarrow A_2B

La velocità di formazione è \frac{\operatorname d[A_2B]}{\operatorname dt} = 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{\operatorname d[C]}{\operatorname dt} = 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:[1]

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

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) IUPAC Gold Book, "mass-law effect"