반응 순서 결정

화학 반응의 경우 속도 법칙은 반응 속도와 반응물 농도 사이의 관계를 나타냅니다. 반응물 농도의 지수는 반응 속도에 개별적으로 영향을 미치며 이것을 반응 차수라고 합니다. 반응 차수는 화학 반응을 다양한 반응물의 농도에 대해 여러 번 반복하여 초기 반응 속도를 측정하는 초기 속도 방법을 사용하여 실험적으로 결정됩니다.

반응물 농도가 증가하면 반응 속도가 선형적으로 비례하여 증가하므로 1차 반응의 특징을 가집니다. 반응물의 농도를 두 배로 증가시키면 초기 속도가 네 배로 증가하며 따라서 2차 반응으로 관찰할 수 있습니다. 그러나 반응물 농도의 변화가 초기 속도 값에 영향을 미치지 않으면 0차 반응으로 관찰할 수 있습니다.

초기 속도에 대한 데이터가 초기 반응물 농도의 변화와 해당 속도 사이에 신뢰할 수 없는 관계를 나타내는 경우, 속도 법칙에 대한 비율을 계산합니다. 여기서 반응물의 두 농도 값과 반응 속도를 사용하여 반응 차수를 결정합니다. 하지만 다중 반응물과의 반응은 어떨까요?

먼저 초기 속도 방법을 사용하여 각 반응물의 반응 차수를 개별적으로 결정합니다. 다음 개별적인 반응 차수는 속도 법칙을 공식화하는 각각의 반응물 농도에 대한 지수로 표현됩니다. 마지막으로 속도 법칙의 개별 지수의 합으로 전체 반응 차수를 결정합니다.

반응 차수는 반응물 농도에 대한 반응 속도의 의존성을 나타내지만 상대 반응 속도에 대한 직접 측정값은 속도 상수로 표시됩니다. 속도 상수 k는 반응속도와 반응물 농도의 적과 관련된 비례 계수입니다. 속도 상수의 단위는 전체 반응 차수에 따라 달라지며 속도 상수에 대해 해결할 속도 법칙을 재배열하여 결정할 수 있습니다.

0차 반응의 경우 k는 초당 단위 몰농도를 가집니다. 1차 반응의 단위는 1/s 이고 2차 반응의 단위는 1/mol-s 입니다. 속도 상수가 크면 반응이 빠르다는 것을 나타냅니다.

반대로 속도 상수가 작으면 반응이 느리다는 것을 나타냅니다. 0 값은 화학 반응이 없음을 나타냅니다.