
【機】 law of molecular concentration
分子濃度律(Law of Molecular Concentration)是物理化學中描述物質濃度與化學反應速率關系的核心原理,其定義為:在恒溫條件下,化學反應的速率與各反應物濃度的幂乘積成正比。該定律最早由挪威科學家Cato Guldberg和Peter Waage于1864年提出,現稱為質量作用定律的核心組成部分。
從分子動力學角度,該定律揭示了反應物分子碰撞頻率與濃度間的定量關系。當反應物濃度增加時,單位體積内的有效分子碰撞次數呈指數增長,導緻反應速率提升。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其數學表達式定義為: $$ v = k prod [A_i]^{ u_i} $$ 式中$v$為反應速率,$k$為速率常數,$[A_i]$表示各反應物濃度,$ u_i$為對應物質的化學計量數。
實際應用包含三個維度:
此定律的驗證實驗可通過分光光度法測定碘鐘反應完成,具體操作規範見《分析化學實驗手冊》(高等教育出版社)。
“分子濃度律”這一表述并非标準術語,但結合“分子濃度”和“律”的語境,可以理解為對分子濃度概念的規律性解釋。以下是綜合多來源信息的詳細說明:
分子濃度指單位體積溶液(或混合物)中溶質分子的數量,反映溶質分布的密集程度。例如,相同體積下,溶質分子越多,濃度越高。它不僅適用于溶液,也可描述氣體、固體等均勻體系中特定成分的含量。
分子濃度的基本公式為: $$ c = frac{n}{V} $$ 其中:
例如,1立方米氣體中含1mol某分子,其濃度為1mol/m³。實際應用中,濃度也可用質量百分比、ppm(百萬分之一)等形式表示。
分子濃度在化學、生物學、環境科學中廣泛應用,例如:
若需進一步了解具體公式推導或實際案例,可參考化學教材中的“溶液濃度”章節。
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