화학 반응 속도
기호:
(rate에서 유래한 듯)
화학 반응의 빠르고 느린 정도
(반응속도)
![$\textrm{rate}=-\frac{\Delta [\textrm{A}]}{\Delta t}=k[{\rm A}]^m[{\rm B}]^n$](/123/cgi-bin/mimetex.cgi?\Large \textrm{rate}=-\frac{\Delta [\textrm{A}]}{\Delta t}=k[{\rm A}]^m[{\rm B}]^n "$\textrm{rate}=-\frac{\Delta [\textrm{A}]}{\Delta t}=k[{\rm A}]^m[{\rm B}]^n$")
= (반응물질의 농도 감소량) / (시간의 변화)
= (생성물질의 농도 증가량) / (시간의 변화)
Rate= (생성물질의 농도 증가량) / (시간의 변화)
= ΔC / Δt [M/s]
반응속도(reaction rate)= Δ(concentration) / Δt
단위:
{
단위 시간,time당 생성물의 농도,concentration 증감
![$\pm\frac{\Delta [{\rm A}]}{\Delta t}$](/123/cgi-bin/mimetex.cgi?\Large \pm\frac{\Delta [{\rm A}]}{\Delta t} "$\pm\frac{\Delta [{\rm A}]}{\Delta t}$")
반응속도는 편의상 항상 양으로 함. (반응물일 경우 음의 부호,sign를 붙임, 생성물일 경우 붙이지 않음)
여기에 각 성분의 반응식에서의 계수로 나누어 줌. (성분마다 반응 속도가 다르게 정의되면 불편하므로?)
}
M/s (초당 몰,mole이 아니고, 초당 몰농도,molarity임에 주의)
mol/(L·s), mol L-1 s-1
CHK CLEANUPmol/(L·s), mol L-1 s-1
1 M = 1 mol/L 이므로, 1 M/s = 1 mol/L·s
{
단위 시간,time당 생성물의 농도,concentration 증감
여기에 각 성분의 반응식에서의 계수로 나누어 줌. (성분마다 반응 속도가 다르게 정의되면 불편하므로?)
}
물질의 반응속도에 영향을 미치는 요인 ¶
농도,concentration (반응물들의)
등
반응하려면 충돌해야 하고, 그러려면 서로 만나야 함.
온도,temperature (반응이 일어나는)반응하기 위해서는 충분한 에너지를 가지고 충돌해야 함.
반응물의 물리적 상태 physical state (섞여 있는지, 잘 섞여 있는지 등)균일(homogeneous)반응 : 반응물이 모두 기체 or 모두 액체
불균일(heterogeneous)반응 : 반응물에 서로 다른 상, 반응물이 접촉하는 부분에서 반응이 일어남
표면적
촉매,catalyist불균일(heterogeneous)반응 : 반응물에 서로 다른 상, 반응물이 접촉하는 부분에서 반응이 일어남
표면적
등
반응식 계수 혹은 화학량론과의 관계 ¶
간단한 반응을 예로 들면,
![$\textrm{rate}=-\frac12\frac{\Delta[{\rm A}]}{\Delta t}$](/123/cgi-bin/mimetex.cgi?\Large \textrm{rate}=-\frac12\frac{\Delta[{\rm A}]}{\Delta t} "$\textrm{rate}=-\frac12\frac{\Delta[{\rm A}]}{\Delta t}$")
![$\textrm{rate}=\frac{\Delta [{\rm B}]}{\Delta t}$](/123/cgi-bin/mimetex.cgi?\Large \textrm{rate}=\frac{\Delta [{\rm B}]}{\Delta t} "$\textrm{rate}=\frac{\Delta [{\rm B}]}{\Delta t}$")
일반화하면,
aA+bB→cC+dD 에서,
![$-\frac{\Delta[{\rm A}]}{a}=-\frac{\Delta[{\rm B}]}{b}=\frac{\Delta[{\rm C}]}{c}=\frac{\Delta[{\rm D}]}{d}$](/123/cgi-bin/mimetex.cgi?\Large -\frac{\Delta[{\rm A}]}{a}=-\frac{\Delta[{\rm B}]}{b}=\frac{\Delta[{\rm C}]}{c}=\frac{\Delta[{\rm D}]}{d} "$-\frac{\Delta[{\rm A}]}{a}=-\frac{\Delta[{\rm B}]}{b}=\frac{\Delta[{\rm C}]}{c}=\frac{\Delta[{\rm D}]}{d}$")
이고 양변을 
로 나누면
![$\text{rate}=\frac{\Delta[\textrm{C}]}{c\Delta t}=\frac{\Delta[\textrm{D}]}{d\Delta t}=\frac{-\Delta[\textrm{A}]}{a\Delta t}=\frac{-\Delta[\textrm{B}]}{b\Delta t}$](/123/cgi-bin/mimetex.cgi?\Large \text{rate}=\frac{\Delta[\textrm{C}]}{c\Delta t}=\frac{\Delta[\textrm{D}]}{d\Delta t}=\frac{-\Delta[\textrm{A}]}{a\Delta t}=\frac{-\Delta[\textrm{B}]}{b\Delta t} "$\text{rate}=\frac{\Delta[\textrm{C}]}{c\Delta t}=\frac{\Delta[\textrm{D}]}{d\Delta t}=\frac{-\Delta[\textrm{A}]}{a\Delta t}=\frac{-\Delta[\textrm{B}]}{b\Delta t}$")
See also 화학량론,stoichiometry
2A → B
에서는 반응물 A가 2몰 없어질때마다 생성물 B가 1몰 생기므로 rate는 두 식으로 표현할 수 있다.aA+bB→cC+dD 에서,
반응속도식 rate equation ¶
ex.
반응식 aA+bB→cD+dD 에서 반응속도 는
![$v=k [{\rm A}]^m [{\rm B}]^n$](/123/cgi-bin/mimetex.cgi?\Large v=k [{\rm A}]^m [{\rm B}]^n "$v=k [{\rm A}]^m [{\rm B}]^n$")
여기서
반응속도상수, 반응물의 농도와 무관, 온도에 의해 변함 (See 속도상수,rate_constant)
반응차수(individual reaction order)
A에 대한 반응차수
B에 대한 반응차수
전체반응차수(overall reaction order)
ex. 
이면, 반응은 (the reaction is)
1차 반응 반응속도식은 v=k[A]
2차 반응
반응식 aA+bB→cD+dD 에서 반응속도
A에 대해 1차 (first-order in A)
B에 대해 2차 (second-order in B)
전체에 대해 3차 (third-order overall)
0차 반응 반응속도식은 v=k[A]0=kB에 대해 2차 (second-order in B)
전체에 대해 3차 (third-order overall)
1차 반응 반응속도식은 v=k[A]
2차 반응
반응식이 aA + bB → cC + dD 일 때, 반응속도 v는
![$v=-\frac1a \frac{d[{\rm A}]}{dt}=-\frac1b \frac{d[{\rm B}]}{dt} = \frac1c \frac{d[{\rm C}]}{dt} = \frac1d \frac{d[{\rm D}]}{dt}$](/123/cgi-bin/mimetex.cgi?\Large v=-\frac1a \frac{d[{\rm A}]}{dt}=-\frac1b \frac{d[{\rm B}]}{dt} = \frac1c \frac{d[{\rm C}]}{dt} = \frac1d \frac{d[{\rm D}]}{dt} "$v=-\frac1a \frac{d[{\rm A}]}{dt}=-\frac1b \frac{d[{\rm B}]}{dt} = \frac1c \frac{d[{\rm C}]}{dt} = \frac1d \frac{d[{\rm D}]}{dt}$")
반응이 일어날 경우 각 물질의 시간당 몰수변화가 모두 다른데, 이것은 하나의 반응에 대해서 반응속도를 하나로 통일하기 위해 각 물질의 계수(?)로 나눈 것임.
aA+bB→cC 의 반응속도식은 일반적으로
v=k[A]m[B]n
