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反応速度について

化学反応が起こるときに反応速度は重要となります。反応速度の速い急激な反応が起こると制御が難しくなります。逆に、遅すぎるのも問題です。そこで、反応速度に関して見識を深めることにしましょう。

反応速度について

化学反応の速さを示す反応速度とは、単位時間当たりの反応物質の濃度減少量ないしは単位時間当たりの反応生成物の濃度増加量のことを指しています。

反応速度は反応の進行を理解するのにとても重要で、反応速度論によって解析されます。

反応速度は、以下のような反応式で表されます。


0次反応速度式 dC / dt = k

反応する物質の濃度と関係なく、反応が進行するタイプになります。kは、0次反応速度定数と呼ばれます。


1次反応速度式 -dC / dt = kC

反応する物質の濃度に比例して、反応が進行するタイプになります。

kは、1次反応速度定数と呼ばれます。
 
放射性元素の分解は、これに当てはまります。

 
2次反応速度式 -dC / dt = kC*C

反応する物質の濃度の二乗に比例して、反応が進行するタイプになります

kは、2次反応速度定数と呼ばれます。

反応速度の温度依存性

アレニウスの式は、k = Aexp ( -E / RT )で示されるものです。

1889年スウェーデンの S.A.アレニウスによって提唱されました。

速度定数 kと絶対温度 Tの関係式で、反応速度が温度に依存していることが理解されます。

Aは頻度因子という単位時間あたりの衝突回数で、E は見かけの活性化エネルギーになります。

一般的に、反応温度が10ºC上がると、反応速度は2-3倍になると言われています。

従って、夏と冬では室温が異なるため、反応速度も違ってきます。

まとめ

化学反応の解析を行うために、反応速度は重要となります。

それを示す反応速度式には、0次、1次、2次などがあります。

反応速度式を使った計算問題ができるようになっておくと、役に立ちますよ。

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