Legge di azione di massa (legge di Guldberg-Waage)

Legge di azione di massa (legge di Guldberg-Waage)

Inizialmente la velocità della reazione diretta sarà maggiore della velocità della reazione inversa (V_dir > V_inv), ma poiché con il procedere della reazione i reagenti diminuiscono ed i prodotti aumentano e le velocità di reazione sono proporzionali alle concentrazioni, la velocità della reazione diretta è destinata a diminuire mentre la velocità della reazione inversa è destinata ad aumentare.

Ad un certo punto si giungerà ad un equilibrio dinamico, cioè al punto in cui la velocità con cui i reagenti si trasformano in prodotti è pari alla velocità con cui i prodotti si trasformano in reagenti. In altre parole

e quindi

dove le concentrazioni delle specie chimiche sono quelle che compaiono al raggiungimento dell'equilibrio. La reazione sembra dunque ferma, anche se in realtà essa continua senza che vi sia una modificazione nelle concentrazioni raggiunte.

Si tenga presente che la via che abbiamo seguito per ricavare la costante di equilibrio, basata su considerazioni di carattere cinetico (velocità delle reazioni diretta ed inversa), ripercorre, per semplicità, la successione delle osservazioni che hanno storicamente portato alla formulazione della legge di azione di massa, ma non costituisce tuttavia una dimostrazione di validità generale della legge dell'equilibrio chimico.

Infatti, come abbiamo visto nel capitolo dedicato alla cinetica chimica, non sempre la velocità della reazione dipende dalle concentrazioni dei reagenti, elevate ad esponenti uguali ai coefficienti stechiometrici, mentre nella legge di azione di massa gli esponenti coincidono sempre con i coefficienti stechiometrici delle specie chimiche coinvolte nella reazione.

La derivazione rigorosa della costante di equilibrio è basata su considerazioni di carattere termodinamico.