質量作用の法則は、平衡条件下および均一系（溶液または気相）での、反応物の活性質量と生成物の活性質量の間の関係を確立します。これは、平衡が動的であり静的ではないことを認めたノルウェーの科学者CM GuldbergとP. Waageによって策定されました。
なぜ動的なのですか？順方向と逆方向の反応の速度が等しいためです。活動量は通常mol / L（モル濃度）で表されます。このような反応は次のように書くことができます：aA + bB <=> cC + dD。この例で引用されている平衡の場合、反応物と生成物の関係は下の画像の方程式で示されます。
Kは、温度が変化しない限り、物質の初期濃度に関係なく常に一定です。ここで、A、B、C、Dは反応物と生成物です。一方、a、b、c、dはそれらの化学量論係数です。
Kの数値は、特定の温度での各反応の特性定数です。つまり、Kはいわゆる平衡定数です。
表記法は、数式では濃度がmol / Lの単位で表示され、反応係数に等しい累乗に引き上げられることを意味します。
集団行動の法則とは何ですか？
前述のように、質量作用の法則は、特定の反応の速度が反応種の濃度の積に正比例することを表しており、各種の濃度はその係数に等しい累乗に引き上げられます。化学式における化学量論。
この意味で、それは可逆反応を持つことでよりよく説明できます。その一般的な方程式を以下に示します。
aA + bB↔cC + dD
ここで、AとBは反応物を表し、CとDという名前の物質は反応の生成物を表します。同様に、a、b、c、dの値は、それぞれA、B、C、Dの化学量論係数を表します。
前の方程式から始めて、前述の平衡定数が得られます。これは次のように示されます。
K = c d / a b
平衡定数Kが商に等しい場合、分子は（平衡状態での）生成物の濃度と平衡方程式の係数に乗算された積で構成され、分母は同様の乗算で構成されます。しかし、それらに付随する係数まで上昇した反応物の中で。
平衡定数の意味
これらの、またはシステムの温度に変更がない限り、平衡定数を計算するために、種の平衡濃度を方程式で使用する必要があることに注意してください。
同様に、平衡定数の値は、平衡状態での反応に有利な方向に関する情報を提供します。つまり、反応が反応物または生成物に対して好ましいかどうかを明らかにします。
この定数の大きさが1（K»1）よりはるかに大きい場合、平衡は右にシフトし、積を優先します。一方、この定数の大きさが1（K«1）よりはるかに小さい場合、平衡は左にシフトし、反応物を優先します。
また、慣例により、矢印の左側の物質が反応物であり、右側の物質が生成物であることが示されていますが、反応に由来する反応物が直接的な感覚は、逆の反応で生成物となり、逆もまた同様です。
化学バランス
反応は、最初の物質の量と形成される生成物の量の間で平衡に達することがよくあります。このバランスは、反応に関与する物質の1つの増加または減少を優先してさらにシフトする可能性があります。
溶解した物質の解離においても同様のことが起こります。反応中に、初期物質の消失と生成物の形成を、さまざまな速度で実験的に観察できます。
反応の速度は、温度に大きく依存し、反応物の濃度にさまざまな程度で依存します。実際、これらの要因は特に化学反応速度論によって研究されています。
ただし、この平衡は静的ではなく、直接反応と逆反応の共存に起因します。
直接反応（->）では生成物が形成され、逆反応（<-）では最初の物質が再生成されます。
これは、上記の動的平衡として知られているものを構成します。
異種システムの平衡
不均一なシステムでは、つまり、いくつかの相によって形成されたシステムでは、固体の濃度は一定と見なすことができ、Kの数式から省略されます。
CaCO 3（s）<=> CaO（s）+ CO 2（g）
したがって、炭酸カルシウムの分解平衡において、その濃度および結果として生じる酸化物の濃度は、その質量に関係なく一定であると考えることができます。
バランスシフト
平衡定数の数値は、反応が生成物の形成を促進するかどうかを決定します。Kが1より大きい場合、平衡システムは反応物の濃度よりも生成物の濃度が高くなり、Kが1未満の場合、逆のことが起こります。平衡状態では、生成物よりも反応物の濃度が高くなります。
ルシャトリエの原則
濃度、温度、圧力の変動の影響により、反応速度が変化することがあります。
たとえば、ガス状の生成物が反応で形成される場合、システム全体の圧力が増加すると、反応が反対方向に（反応物に向かって）実行されます。
一般に、イオン間で発生する無機反応は非常に高速ですが、有機反応ははるかに低速です。
反応で熱が発生した場合、逆反応は吸熱性（熱を吸収）であるため、外気温度の上昇はそれを反対方向に向ける傾向があります。
同様に、平衡状態にあるシステム内の反応物の1つで過剰が発生すると、他の物質が生成物を形成して、上記の修飾を最大に中和します。
結果として、Kの値が一定に保たれるように、反応速度を上げることにより、平衡はいずれかの方向にシフトします。
これらすべての外部の影響とそれを打ち消すバランス応答は、ルシャトリエの原理として知られています。
用途
その巨大な実用性にもかかわらず、この法律が提案されたとき、それは科学界に望ましい影響または関連性を持っていませんでした。
しかし、20世紀以降、イギリスの科学者であるウィリアムエッソンとバーノンハーコートがその発布から数十年後に再び取り上げたという事実のおかげで、悪名が高まっています。
集団訴訟の法則は、時間の経過とともに多くの適用があり、その一部を以下に示します。
- 濃度ではなく活性の観点から定式化されているため、熱力学と矛盾しない限り、溶液中の反応物の理想的な振る舞いからの逸脱を特定するのに役立ちます。
- 反応が平衡に近づくと、反応の正味速度と反応の瞬間ギブス自由エネルギーとの関係を予測できます。
- 詳細な平衡原理と組み合わせると、一般的に、この法則は、熱力学に従って、平衡状態のアクティビティと定数の結果の値、およびこれらと結果の速度定数の関係を提供します。順方向および逆方向の反応。
- 反応が基本タイプの場合、この法則を適用すると、所定の化学反応とその速度の式に対する適切な平衡方程式が得られます。
集団行動の法則の例
-溶液中に見られるイオン間の不可逆反応を研究する場合、この法則の一般的な表現は、種のイオン強度と速度定数の関係を確立するブレンステッドビエルム公式につながります。
・希薄な理想溶液や気体状の凝集状態で行われる反応を解析すると、元の法則（80年代の十年）の一般式が得られます。
-それは普遍的な特性を持っているため、この法則の一般的な表現は、熱力学の一部としてではなく、速度論の一部として使用できます。
-電子機器で使用される場合、この法則は、特定の表面の正孔と電子の密度間の乗算が、材料に供給されるドーピングとは無関係に、平衡状態で一定の大きさを持つことを決定するために使用されます。
-捕食者と被食者の間のダイナミクスを説明するためにこの法則を使用することは広く知られています。
-健康研究の分野では、この法律は、政治的および社会的観点から、人間の行動の特定の要因を説明するために適用することもできます。
薬理学における大量行動の法則
Dが薬物であり、Rが作用する受容体であると仮定すると、両方が反応してDR複合体を生成し、薬理効果の原因となります。
K = /
Kは解離定数です。薬物が受容体に作用する直接反応と、DR複合体が元の化合物に解離する別の反応があります。各反応には独自の速度があり、平衡状態でのみ等しくなり、Kは満たされます。
質量法則を文字に解釈すると、Dの濃度が高いほど、形成されるDR複合体の濃度が高くなります。
ただし、レシーバーの合計Rtには物理的な制限があるため、利用可能なすべてのDに対してRの量に制限はありません。同様に、薬理学の分野の実験的研究では、この分野の質量法に次の制限があることがわかりました：
-RDリンクがリバーシブルであると想定しています。ほとんどの場合、リバーシブルではありません。
-RD結合は、2つのコンポーネント（薬物または受容体）の1つを構造的に変更する可能性があり、これは質量法では考慮されない状況です。
-さらに、RDの形成に複数の仲介者が介入する反応に直面して、質量法則は見劣りします。
制限事項
質量作用の法則は、すべての化学反応が元素反応であることを前提としています。言い換えれば、分子量は関与する各種のそれぞれの反応順序と同じです。
ここで、化学量論係数a、b、c、およびdは、反応メカニズムに関与する分子の数と見なされます。ただし、グローバルな反応では、これらは必ずしも注文と一致しません。
たとえば、反応aA + bB <=> cC + dDの場合：
直接反応と逆反応の速度式は次のとおりです。
これは基本的な反応にのみ適用されます。これは、グローバルな反応の場合、化学量論係数は正確ですが、常に反応次数ではないためです。直接反応の場合、後者は次のようになります。
この式では、wとzが種AとBの真の反応次数になります。
参考文献
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