Закон діючих мас в хімічній термодинаміці
В хімічної термодинаміки закон діючих мас пов'язує між собою рівноважні активності вихідних речовин і продуктів реакції, згідно із співвідношенням:
де
a i - активність речовин. Замість активності можуть бути використані концентрація (для реакції в ідеальному розчині), парціальні тиску (реакція в суміші ідеальних газів), фугітівность (реакція в суміші реальних газів);
ν i - стехіометричний коефіцієнт (для вихідних речовин приймається негативним, для продуктів - позитивним);
K a - Константа хімічної рівноваги. Індекс "a" тут означає використання величини активності у формулі.
На практиці в розрахунках, які потребують особливої точності, значення активності зазвичай замінюються на відповідні значення концентрацій (для реакцій в розчинах) або парціальних тисків (для реакцій між газами). Константу рівноваги при цьому позначають K c або K p відповідно. Вперше закон діючих мас був виведений з кінетичних уявлень Гульдберг і Вааге, а термодинамічний вивід його дан Вант-Гоффом в 1885 році [3].
Приклад: для стандартної реакції
константа хімічної рівноваги визначається за формулою
Основний постулат хімічної кінетики ("закон діючих мас") - швидкість хімічної реакції прямо пропорційна добутку концентрації реагуючих речовин у ступенях, що дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам.
Для елементарної гомогенної реакції:
аА + bВ = ...
V = k·[A]a·[B]b, де k - константа швидкості хімічної реакції; залежить від температури і природи реагуючих речовин.
Енергія активації - характерний параметр процесів, зокрема хімічних реакцій, кінетика яких описується рівнянням Арреніуса.
,
д
е 
-
енергія активації, R - газова
стала,
T - температура,
A - певний передекспоненційний множник,
який слабо залежить від температури.
Е
нергія
активації описує потенціальний
бар'єр,
який повинні подолати частинки для
того, щоб реакція відбулася. При підвищенні
температури, доля частинок із кінетичною
енергією,
достатньою для подолання бар'єру
збільшується.
Енергія активації вимірюється зазвичай у кДж/моль або ккал/моль.
В фізиці закон Арреніуса частіше записують у вигляді
,
де 
- стала
Больцмана.
При такому записі енергія активації
записується в розрахунку на одну частинку
і має розмірність енергії.
Найчастіше її значення приводиться
велектронвольтах.
Гомогенний каталіз
Гомогенний каталіз може протікати у газоподібній чи рідкій фазах при відповідному стані каталізатора. На перший план виходять умови перебігу реакцій: концентрації реагентів, температура, тиск, інтенсивність перемішування. Механізм гомогенного каталізу полягає в утворенні між реагентами та каталізатором малостійких проміжних сполук, що існують у тій самій фазі і після розпаду яких каталізатор регенерується.
За механізмом розрізняють іонні, радикальні та молекулярні каталітичні реакції. Механізм іонного каталізу полягає в обміні протонами між каталізатором та реагентами, який супроводжується внутрішньомолекулярними перетвореннями. При радикальному механізмі, коли каталізатор лише ініціює ланцюгову реакцію, швидкість процесу не пропорційна концентрації каталізатора.
Каталізаторами в розчинах слугують мінеральні кислоти, луги, іони металів, а також речовини, які сприяють виділенню вільних радикалів. Прикладом гомогенного каталізу є синтезбісфенолу А (хлоридна кислота в якості каталізатору):
Основним недоліком гомогенного каталізу є труднощі з виділенням каталізатору з кінцевої реакційної суміші, в результаті чого частина каталізатору втрачається, а продукт забруднюється ним.