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과학

반응 속도

반응 속도과학
영문명
Rate of reaction
기본 관측
시간에 따른 농도 변화
흔한 단위
mol L⁻¹ s⁻¹
구별할 값
평균 속도와 순간 속도
반응 속도는 화학 반응이 시간에 따라 얼마나 진행되는지를 나타내는 양이다. 일정 부피의 단순한 반응에서는 농도의 시간 변화와 화학 반응식의 계수를 함께 사용해 반응물과 생성물에 공통인 속도를 정의한다.

농도 변화의 부호

반응물이 소모되면 그 농도는 감소하고 생성물의 농도는 증가한다. 정반응의 진행을 양의 속도로 나타낼 때 반응물의 농도 변화율 앞에는 음의 부호를 붙인다. 단순히 농도가 줄었다는 이유로 반응 속도를 음수로 읽는 것은 아니다.

반응식 계수로 맞춘다

일정 부피에서 2A→B라는 형식적인 반응을 생각하자. 다른 과정의 영향을 무시할 수 있다면 A의 소모 속도는 B의 생성 속도의 두 배다. 공통 반응 속도는 v=−(1/2)d[A]/dt=d[B]/dt로 쓴다. A와 B의 농도 변화율을 계수 보정 없이 같은 값이라고 놓지 않는다.

구간 평균의 계산

A의 농도가 10초 동안 0.50 mol/L에서 0.30 mol/L로 줄었다면 A의 평균 소모 속도는 0.020 mol L⁻¹ s⁻¹다. 앞의 2A→B 반응을 기준으로 한 평균 반응 속도는 그 절반인 0.010 mol L⁻¹ s⁻¹다. 반응물 자체의 소모 속도와 반응 속도를 구별해야 한다.

순간값과 실험 조건

평균 속도는 선택한 시간 구간 전체의 변화량으로 계산한다. 순간 속도는 농도 곡선의 한 시점 기울기에 해당한다. 부피가 변하거나 중간체가 쌓이는 등 상황이 복잡하면 농도 변화만을 단순한 계수식에 대입하기 전에 정의와 물질 수지를 확인해야 한다.

관련 문서

화학 반응식 / 화학량론 / 몰 농도 / 미분 / 평균 변화율 / 화학 반응 / 촉매