Massitoimeseadus

Massitoimeseadus on seadus füüsikalises keemias, mis kehtib lihtsate reaktsioonide kohta (nt elementaarreaktsioonide kohta) ning mille kohaselt on reaktsiooni kiirus võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonidega, kusjuures iga aine kontsentratsioon on astmes, mis on võrdne sama aine stöhhiomeetriakoefitsiendiga reaktsiooni tasakaalustatud võrrandis.[1][2] Seaduse olemus seisneb selles, et mida suurem on aine kontsentratsioon, seda suurem on tõenäosus, et lähteaine(te) molekulid lahuses või gaasifaasis kohtuvad ja põrkumisel reageerivad (nn aktiivsete põrgete teooria).

Näiteks avaldub reaktsiooni NO2 + NO2 ↔ N2O4 (ehk 2NO2 ↔ N2O4) pärisuunalise reaktsiooni kiirus massitoimeseaduse kohaselt kui v1 = k1∙cNO22, kus k1 on pärisuunalise reaktsiooni kiiruskonstant. Vastassuunalise reaktsiooni kiirus avaldub kui v-1 = k-1∙cN2O4, kus k-1 on vastassuunalise reaktsiooni kiiruskonstant. Reaktsiooni kiiruskonstandi mõõtühik on selline, et reaktsiooni kiiruse ühik oleks M-1s-1, sest reaktsiooni kiirus on defineeritud kui saaduse kontsentratsiooni (mõõtühik M ehk mol/dm3) muut ajaühikus.[3][4]

Massitoimeseaduse abiga on võimalik teatud lihtsustusi tehes avaldada reaktsiooni kineetikat iseloomustavad parameetrid ka keerulisemate reaktsioonide jaoks (näiteks saab tuletada biokeemias tuntud Michaelis-Menteni võrrandit).[5] Samuti saab massitoimeseaduse abil tuletada reaktsiooni tasakaalukonstandi võrrandit, kuna reaktsiooni tasakaaluolekus on päri- ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused definitsiooni järgi võrdsed. Küll on tasakaalukonstandi avaldises korrektsem kasutada ainete tasakaaluliste kontsentratsioonide asemel ainete aktiivsusi.[6]

Massitoimeseadust ei tohiks ajada segamini massi ja energia jäävuse seadusega.

Viited muuda

  1. Priimets, Jaanis. "FÜÜSIKALINE KOLLOIDKEEMIA" (PDF). Tallinna Ülikool. Vaadatud 21.11.2023.
  2. Kenakin, Terry (2016). "The mass action equation in pharmacology". British Journal of Clinical Pharmacology (inglise). 81 (1): 41–51. DOI:10.1111/bcp.12810. ISSN 0306-5251. PMC 4693573. PMID 26506455.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link)
  3. Huvitav keemia: keemia kursus gümnaasiumiõpilastele. 3.1. Reaktsiooni kiirus ja tasakaal. Tartu Ülikool.
  4. "Mass Action Law". Chemistry LibreTexts (inglise). 30. juuli 2015. Vaadatud 21. novembril 2023.
  5. Srinivasan, Bharath (2022). "A guide to the Michaelis–Menten equation: steady state and beyond". The FEBS Journal (inglise). 289 (20): 6086–6098. DOI:10.1111/febs.16124. ISSN 1742-464X.
  6. Bauermann, Jonathan; Laha, Sudarshana; McCall, Patrick M.; Jülicher, Frank; Weber, Christoph A. (26. oktoober 2022). "Chemical Kinetics and Mass Action in Coexisting Phases". Journal of the American Chemical Society (inglise). 144 (42): 19294–19304. DOI:10.1021/jacs.2c06265. ISSN 0002-7863. PMC 9620980. PMID 36241174.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link)