化学平衡

质量作用定律(law of mass action)

假设你把一个反应跑很多次,每次起始的量都不同,并且总是等它不再变化为止。然后你计算最终各量的某个特定比值。一个了不起的发现——由古德贝格和瓦格在1860年代得出——是:只要温度相同,这个比值每次都得到同一个数。质量作用定律正是告诉你该如何构造这个比值的规则。

该定律指出:对一个配平的反应,平衡时各产物浓度(各按其化学计量系数取幂)的乘积,除以反应物同样构造的乘积,等于一个常数——平衡常数。简而言之,它就是 K 背后的配方:哪些物质放在分子上、哪些放在分母上、各取几次幂。这些幂次是配平方程式中的系数,而不是你测出来的任何东西。

它为何重要:质量作用定律把「反应会安定到某种平衡」这一含糊想法,变成一个精确、可检验的方程。诚实的提醒有两点。其一,K 中的系数来自总的配平方程,而速率定律里的幂次来自机理——两者未必一致。其二,严格说该定律应使用活度而非原始浓度,所以它在稀溶液或理想条件下最为成立。

对于 aA + bB ⇌ cC + dD,质量作用定律写作 K = ([C]^c [D]^d) / ([A]^a [B]^b)。配平方程中的系数 a、b、c、d 成为幂次——这一行就是平衡常数的全部配方。

产物比反应物,各按其系数取幂。

不要把 K 中的幂次和速率定律中的级数混淆。K 的幂次总是来自配平的总反应方程;速率定律的级数来自实验测定的机理,二者可能不同。

又称
质量作用定律質量作用定律