反応順序の決定

化学反応の場合、速度の法則は反応速度と反応物濃度の関係を表します。反応物濃度の指数は、反応速度に個別に影響し、反応順序と呼ばれます。

反応順序は、反応物濃度を変えて化学反応を複数回繰り返す初期反応速度の方法を用いて実験的に決定します。

反応物濃度の増加は、反応速度の線形比例の増加をもたらし、一次反応を特徴付けます。反応物濃度を2倍にすると初期速度が4倍になると、2次反応が観察されます。

ただし、反応物濃度の変化が初期速度値に影響を与えない場合は、ゼロ次反応が観察されます。

得られた初期速度のデータが、初期反応物濃度の変化と対応する速度との間に識別できない関係を示している場合、速度法則の比率が計算されます。

ここでは、反応物の任意の2つの濃度値とそれに対応する反応速度を使用して、反応順序を決定します。

しかし、複数の反応物との反応についてはどうでしょうか?まず、初期速度の方法を使用して、各反応物の反応順序を個別に決定します。

次に、個々の反応順序をそれぞれの反応物濃度の指数として表し、速度法則を定式化します。最後に、レート法則からの個々の指数の合計が全体的な反応順序を決定します。

反応順序は反応速度の反応物濃度依存性を示していますが、相対反応速度の直接的な尺度は速度定数によって示されます。

速度定数kは、反応速度を反応物濃度の積に関連付ける比例係数です。

速度定数の単位は、全体的な反応順序に依存し、速度定数を解くために速度則を並べ替えることによって決定できます。ゼロ次反応の場合、k は単位モル濃度/秒です。単位は1次反応の1/s、2次反応の単位は1/M・sです。

レート定数が大きいほど、反応が速いことを示します。逆に、レート定数が小さいほど、反応が遅いことを示します。値が 0 の場合は、化学反応がないことを示します。