Peter+Waage+og+massevirkningsloven

Peter Waage

Peter Waage var født i Flekkefjord i det herrens år 1833. Allerede som ung viste Peter stor interesse for vitenskapen. Ved familiens gård var det et kjent mineralfelt, som vaknet interesse for stein og steinsamling. I 1949 dro Peter til Bergen for å gå på katedralskolen. I et særdeles akademisk miljø ved katedralskolen ble Waages interesse for naturfaget ytterlig styrket. På midten av 1850-tallet dro Waage til Kristiania for å studere medisin på universitetet. Senere byttet han til kjemi og mineralogi. Senere ble han lektor ved universitetet, hvor Waage begynte å samarbeide med Cato Maximilian Guldberg. Guldberg var matematiker og fysiker. Sammen kom de fram til den eneste ”norske” naturloven, Guldberg og Waage sin massevirkningslov.

__Forhistorie __
I 1775 ble første affinitetsteori(tiltrekningsteori), altså en teori om tiltrekningskraften mellom stoffer i reaksjoner publisert av den svenske kjemikeren Torben Olof Bergmann. Bergmann tenkte seg at i reaksjonen :

AB + C à AC + B

Hadde C større affinitet til A enn B. Bergmann lagde tabeller for å for å angi styrken på de kjemiske tiltrekningene mellom flere forskjellige stoffer. Bergman mente at slike reaksjoner alltid gikk fullstendig og var upåvirket av faktorer som masse, densitet, løselighet osv. Flere internasjonale kjemikere var uenig i dette og mente at slike faktorer hadde innvirkninger på en reaksjons forløp. I 1850 årene oppdaget Julius Thomsen at affiniteten endret seg ved å studere varmeutviklingen ved kjemiske reaksjoner. Varmeutvikling kunne betraktes som et mål på affinitet. Thomsen innså selv at sin teori var mangelfull, da han ikke kunne forklare spontane endoterme reaksjoner. Den Tyske forskeren Robert Bunsen etterlyste et matematisk uttrykk for hvordan den kjemiske kraft avhenger av forholdet mellom massene. Den engelske kjemikeren Alexander Williamson ga også et bidrag ved å presentere en hypotese om at den kjemiske likevekt hadde en dynamisk karakter, det vil si at vi kan betrakte den kjemiske likevekten som en balanse mellom to motsatte reaksjoner.

Guldberg og Waage oppdaget ved studie av særlig 3 reaksjoner at hastigheten av en kjemisk reaksjon blir påvirket av konsentrasjonene av de stoffene som inngår i reaksjonen. Dannelsen og spalting av estere, hvor de brukte måleresultater som var publisert av franske kjemikere, data fra reaksjonen mellom kiselsyre og natriumkarbonat utført av tyskeren Scheerer og det endelige arbeidet de selv utførte; reaksjonen mellom fast bariumsulfat og løsninger av natrium og kaliumkarbonat. Ut i fra dette arbeidet kom Guldberg og Waage fram til en massevirkningslov som er tilnærmet identisk med den loven vi bruker i dag.

Massevirkningsloven er knyttet til likevektsreaksjoner, og tar utgangspunkt i den generelle reaksjonen: aA + bB (likevektspil) cC + dD. Bokstavene A, B, C og D beskriver stoffene, a, b, c og d viser til koeffisientene i den balanserte likevektsreaksjonen. Massevirkningsloven gjelder ved likevekt, og er en ligning mellom konsentrasjonen av de stoffene som inngår i likevektsreaksjonen. For reaksjonen ovenfor er likevektsuttrykket:



Her betyr [A] konsentrasjonen av stoffet A i mol/L ved likevekt. Tilsvarende for de tre andre stoffene. I likevektsuttrykket er produktene plassert i telleren, og utgangsstoffene står i nevneren. Hver konsentrasjon er opphøyd i koeffisienten fra den balanserte likevektsreaksjonen. K er konstant for reaksjonen, kalles likevektskonstanten og er avhengig av temperaturen. I tabeller er det vanlig å oppgi likevektskonstanter ved 25°C.