レート式とレート法の違い

速度式と速度則の大きな違いは、速度式が生成物や反応物の出現や消失の速度を与えるのに対し、速度則は速度と反応物の濃度や圧力の関係を与えることである...

速度式と速度則の大きな違いは、速度式が生成物や反応物の出現や消失の速度を与えるのに対し、速度則は速度と反応物の濃度や圧力の関係を与えることである。

1つまたは複数の反応物が生成物に変換されるとき、異なる修飾やエネルギー的な変化を受けることがあります。反応物の化学結合が切れて新しい結合ができ、反応物とは全く異なる生成物ができる。この化学修飾を化学反応という。速度式と速度則は、化学反応を記述する上で重要な化学的概念である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 速度式とは 3. 速度則とは 4. 横並び比較-速度式と速度則の表形式 5. まとめ

レート式は何ですか？

速度式は、反応時間に対する反応物の濃度変化を表す。この式は、任意の反応物と反応生成物で与えることができます。反応物の反応速度を表現する場合、反応物の量は反応中に時間とともに減少するため、マイナス記号を使用する必要があります。製品を使った速度式を作成する場合、時間とともに製品の量が増えるため、プラス記号を使用します。

また、速度式を与える際には化学量論的な関係を考慮し、どのような方法で与えられた速度式も等しくなるようにしなければならない。例えば、化学反応速度を考えることができる。

2X+3Y⟶5Z

上記の反応には、以下の速度式が使用できる。

レート法は何ですか？

速度則とは、反応物の速度と生成物の速度の関係を含む、反応の速度を表す数式です。これらの数学的データを実験的に決定し、またこの関係を検証することができます。速度則の書き方には、大きく分けて微分速度則と積分速度則の2つがあります。

差動レートの法則

微分速度法は、反応の速度を1つ以上の反応物の濃度の変化で表現する方法です。ここでは、特定の時間間隔における反応物の濃度変化を考える。この時間間隔をΔtと名付けます。また、反応物濃度の変化をΔ[R]と名付けることができます。微分率の法則の書き方を理解するために、例を挙げて考えてみましょう。反応物'a'を分解して生成物を与える場合、速度定数をk、反応ステップ数をnとすると、速度式は次のようになる。

A⊖27F6製品

差分率の法則は次の通りです。

積算レート法

積分速度法は、反応の速度を時間の関数として表現する方法である。微分速度則を積分することで、この式が得られます。また、この積分レート則は、一般的なレートから求めることもできる。

例えば、反応 A⟶の場合、通常の速度則は次のようになる。

レート（r）＝k[A]である。

ここで、kは速度定数、[A]は反応物Aの濃度である。小さな時間間隔を考慮すると、上記の式は次のように書くことができる。

ここでマイナス記号（-）を使うのは、Aが反応物であり、時間が長くなるとAの濃度が減少するためです。上の2つの式を組み合わせると、次のような関係になる。

非常に短い時間間隔での反応物の濃度変化が非常に小さい場合、次のような式が書ける。

または

そして、この式を積分することで、次の関係が得られる。

ln[A]=-kt+定数

したがって、時間が0またはt＝0のとき、ln[A]は反応物の初期濃度（[A]0と与えることができる）で、t＝0、-kt＝0なので、ln[A]0＝一定となります。一次反応の場合、積分速度則は次のようになります。

ln[A]=ln[A]0-kt