[일반화학실험] 화학반응속도

1. Title : 화학반응속도

2. Date : 2014년 11월 26일 수요일

3. Principle
화학반응이 진행되어 어느 정도의 생성물이 만들어질 것인가는 화학 열역학에서 자유에너지왿� 관련된 평형 상수로부터 알 수 있다. 그러나 열역학적으로 생성물이 만들어질 수 있다고 하더라도 화학반응의 속도가 매우 느릴 경우에는 상업적으로 쓸모가 없을 수 있다. 그러므로 화학반응의 속도를 정확하게 알아내고, 속도에 영향을 미칠 수 있는 요인을 확실하게 밝히는 일은 화학에서 매우 중요하다.
화학반응의 속도에 영향을 미치는 요인은 다양하다. 일반적으로 반응속도는 온도에 매우 민감하며, 기체의 반응은 압력에 의해서도 크게 변하게 된다. 또한 반응속도는 반응 물질의 농도에 따라 민감하게 변화하기도 하고, 촉매(catalyst)를 넣어주면 반응 속도가 대단히 빨라지기도 한다. 화학 반응의 속도에 영향을 미치는 요인들을 정확하게 파악하면 화학 반응이 구체적으로 어떤 과정을 거쳐서 일어나는가를 설명하는 반응 메커니즘(reaction mechanism)을 알아낼 수 있게 된다.
반응물질이 서로 만나서 생성물로 변환되는 과정에서는 반응 물질이나 생성 물질보다 상대적으로 불안정한 활성화물(activated complex)이라고 하는 반응 중간물질이 만들어진다. 따라서 활성화물이 만들어지기 위해서는 충분한 에너지를 가진 반응 물질의 분자들이 많이 있어야만 한다. 반응이 일어나기 위해서 필요한 최소한의 에너지를 활성화 에너지(activation energy)라고 부르는데, 활성화 에너지가 클수록 반응속도는 느려지게 된다.
화학반응의 속도로부터 반응메커니즘을 알아내어 화학반응의 본질을 연구하는 분야를 화학반응속도론(chemical kinetics)이라고 한다. 최근에는 분자살(molecular beam) 기술과 다양한 레이저 기슬과 함께 양자 화학이 발달해서 분자 하나하나가 어떤 경로를 거쳐서 반응을 하게 되는가를 구체적으로 설명하는 반응 동력학(reaction dynamics)도 많이 연구되고 있다.