[화학반응속도론] 농도와 속도법칙

오랜만에 다시 티스토리로 돌아왔네요. 네이버에 잠깐 힘쓰다가 여기로 왔습니다.

오늘 할 것은 화학반응속도론에서 농도와 속도의 법칙에 관한 내용입니다.

 

우리가 이전 시간에 속도와 농도사이의 관계는 정비례한다고 표를 통해서 간략히 봤었습니다.

자, 이 식인데  k는 반응속도 상수고 대괄호 표시는 그 물질에 대한 농도값임을 나타내는 표시입니다. 따라서 A의 농도는 반응속도상수를 곱했을 때 반응속도가 된다. 라고 보시면 되겠습니다.

 

위 식에서 중요한 것은 '속도 상수의 단위' 입니다. 이 속도 상수의 단위란 것은  1차반응이냐 2차반응이냐 등등  반응차수에 따라 달라집니다. 일단 이것은 바로 다음 포스팅에서 다루도록 하구요. 위 공식을 가지고 결정해봅시다. 

 

반응차수라는 것은요. 현재 속도공식이 주어졌을 때 농도에 붙은 차수가 곧 반응차수가 된다고 보시면 됩니다. 위 식에서는 차수가 1차이므로 1차반응식이라고 알아두시면 되겠네요. 그렇다면 이 1차반응식에서 속도상수의 단위는 어떠한가?

 

결론은 1/s입니다.  (s^-1)로 표현해서 나타내는 편입니다.  속도상수의 단위는 정말 중요합니다.  2차반응식에서의 속도상수 단위는 달라지거든요. 저기에 농도의 역수가 추가로 붙습니다. 

위 반응식을 봅시다. 속도법칙을 결정지을 때는요.  반응물에 대한 식으로 쓰는게 좋습니다. 일단 반응물이 생성물로 되는 과정에서는 변수들이 존재하기 때문에  생성물에 대한 속도식으로 한다면 오차가 많이 날 수도 있기 때문입니다. 

그러면 이렇게 속도법칙이 탄생합니다. 보시면 차수 m은 반응물 A에 대한 m차 식임을 보이고 있습니다. 

차수 n은 반응물 B에 대한 n차 식임을 보이고 있죠.  그렇다면 여기서 전체 반응식은 몇차일까요?

네. 바로 (m+n)차라고 부릅니다.  속도 법칙이라는 것은 항상 실험을 통해서 얻은 데이터값을 토대로 결정짓는 것입니다. 우리가 그냥 보자마자 알아낼 순 없어요.