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제목 [Simon Lim] RATE LAW
Mentor Chemistry –SAT II 개념정리_ Part. 2 (24강 완성) 33
작성자 wkd*** 등록일 2018-10-30 오후 11:58:35
Elementary reaction에서 한 물체의 concentration이 증가할때 증가하는 Initial rate의 비율이 order를 결정짓나요?
2018-11-02 오전 11:50:03

안녕하세요 Simon Lim 입니다.

 

 

elementary reaction은 연구자들에 의해 밝혀진 반응 메커니즘의 각 단계반응으로 반응계수를 이용하여 

속도식을 표현할 수 있는 반응을 말합니다.

 elementary reaction이라는 것은 학생이 말씀하신

"concentration이 증가할때 증가하는 Initial rate의 비율이 order를 결정짓나요" 를 실험적으로 규명하여 

제시한 단계별 반응식이므로 우리는 반응식 자체에서 각 반응물질의 반응 계수(coefficient)를 이용하여 속도식을 쓸 수 있게 됩니다.

 

 

elementary reaction에서는 반응계수(coefficient)를 각 반응물질의 농도의 지수형태로 표현하면 속도식을 쓸 수 있는 것입니다.

 아무 반응이나 그렇게 할 수는 없구요 혹시나 반응계수와 일치하는 속도식을 얻어도 

문제에 elementary reaction이라는 말이 없다면 elementary reaction이라고 할 수 없습니다.

 

즉 주어진 문제에서 elementary reaction이라고 하면 반응계수를 그대로 반응속도식(rate law)에 사용할 수 있습니다.

 

 

예를 들어 2A(g)+B(g)->2C(g) 라는 반응이 elementrary reaction이라고 하면 적당한 속도 상수(rate constant)를 k라고 할 때

 

속도식(rate)=k[A]^2[B] 로 표현할 수 있습니다.  A에 대하여 second order reaction이고 

[B]에 대해서는 first order reaction이고 하면 됩니다. 이는 반응계수를 이용하여 표현한 것입니다.

 

 

하지만 이 반응이 elementarty  reaction이라는 말이 없는데 실험적으로 구한 속도식이 속도식(rate)=k[A]^2[B] 라고 하여도 

이 반응을 elementary reaction이라고는 단정지을 수 없습니다.

 

예를 들어 이 반응이

 

step1           2A(g)+B(g)->D(g)    slow

step2           D(g)->2C(g)            fast

 

와 같이 단계별로 일어나는데 step1 이 slow 단계로 rate determining step이 될 수 있기 때문입니다.

 

답변이 도움이 되었기를 바랍니다.

 

 

 

Each of these two reactions is called an elementary step, a reaction whose rate law can be written from its molecularity. Molecularity is defined as the number of
species that must collide to produce the reaction indicated by that step. A reaction involving one molecule is called a unimolecular step.

 Reactions involving the collision of two and three species are termed bimolecular and termolecular, respectively. Termolecular steps are quite rare, because the probability of three molecules
colliding simultaneously is very small.

 

 

elementary reaction이란 분자도(molecularity)를 이용하여 표현할 수 있는 반응식을 의미하며 이는 단일 단계(one step)으로 일어나는 반응을 의미한다. 

이 때 한 분자가 생성물이 된다면 unimolecular reaction,  두 분자가 생성물이 된다면 bimolecular reaction이 되며 세 분자가 생성물이 된다면

 termolecular reaction이 되지만 termolecular reaction이 드문 이유는 세 분자가 동시에 에너지(activation energy)와 방향(orientation)을 만족하면서 충돌하기는 어렵기 때문이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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