시간 구간 동안 한 화학종 농도의 변화로부터 반응의 평균 속도를 계산하며, 그 화학종의 화학량론 계수로 규격화한다.
입력
구간이 시작될 때 선택한 화학종의 농도.
구간이 끝날 때 같은 화학종의 농도.
농도 변화를 측정한 경과 시간.
≥ 1
균형 맞춘 반응식에서 선택한 화학종의 계수. 그 변화를 전체 반응 속도로 규격화한다.
결과
값을 입력하면 계산 결과가 표시됩니다.
M/s
구간에 걸친 평균 속도로, 농도 변화의 크기를 계수와 경과 시간으로 나눈 값이다.
평균 반응 속도는 유한한 시간 구간에 걸쳐 반응이 얼마나 빠르게 진행되는지를 단위 시간당 농도 변화로 나타낸 것이다. 두 농도 측정값에서 곧바로 읽어낼 수 있어 화학 반응 속도론에서 가장 먼저 도입되는 양이다. 이 계산기는 그 평균 속도를 계산하고 화학량론 계수로 규격화하여, 그 값이 특정 반응물이나 생성물이 아니라 반응 전체를 기술하도록 한다.
속도 표현식
균형 맞춘 반응식에서 화학량론 계수가 인 화학종 에 대해 반응 속도는 다음과 같다.
여기서 는 농도 변화이고 는 경과 시간이다. 반응물은 소비되고 생성물은 형성되므로 는 한쪽에서는 음수, 다른 쪽에서는 양수이다. 크기를 취하면 보고하는 속도가 양수로 유지된다.
계수로 나누는 이유
반응 에서 반응물 는 가 생기는 것보다 두 배 빠르게 사라진다. 각 화학종을 따로 추적하면 같은 반응에 대해 두 가지 다른 값이 나온다. 모든 화학종의 속도를 그 계수로 나누면 이 문제가 해결되어, 어떤 화학종을 측정하든 동일한 하나의 반응 속도가 얻어진다.
평균 속도는 측정 가능한 구간에 걸치는 반면, 순간 속도는 한순간에서 농도·시간 곡선의 기울기이다. 대부분의 반응은 반응물이 고갈되면서 느려지므로 구간에 걸친 평균은 보통 시작 시의 더 높은 속도와 끝의 더 낮은 속도 사이에 놓인다. 농도가 연속적으로 어떻게 변하는지를 모형화하려면 적분 속도식으로 넘어간다. 1차 적분 속도식 계산기, 2차 적분 속도식 계산기, 0차 적분 속도식 계산기를 참고한다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
평균 반응 속도란 무엇인가
평균 반응 속도는 반응물이나 생성물의 농도 변화를 그것이 일어난 시간으로 나눈 값이다. 한순간의 순간 속도와 달리 유한한 구간에 걸친 반응의 전체적인 진행 속도를 기술한다. 속도는 리터당 몰 매초 단위의 양의 값으로 보고한다.
평균 반응 속도의 식은 무엇인가
화학량론 계수가 a인 화학종 A에 대해 반응 속도는 (1/a)·|Δ[A]|/Δt이며, 여기서 Δ[A]는 농도 변화이고 Δt는 경과 시간이다. 반응물은 소비되어(농도가 감소) 생성물은 형성되므로(농도가 증가), 변화의 크기를 취하면 보고하는 속도가 양수로 유지된다.
왜 화학량론 계수로 나누는가
같은 반응에서도 화학종마다 변화 속도가 다르다. 2A → B에서 A는 B가 생기는 것보다 두 배 빠르게 사라진다. 각 화학종의 속도를 그 계수로 나누면 어떤 화학종을 추적하든 같은 하나의 반응 속도가 얻어져, 그 값이 한 성분이 아니라 반응 자체를 기술한다.
평균 속도는 순간 속도와 어떻게 다른가
평균 속도는 측정 가능한 시간 구간에 걸쳐 구하는 반면, 순간 속도는 한 점에서 농도·시간 곡선의 기울기이다. 대부분의 반응은 반응물이 소비되면서 느려지므로, 구간에 걸친 평균 속도는 보통 시작 시의 더 높은 속도와 끝의 더 낮은 속도 사이에 놓인다.