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速度定数(そくどていすう)は化学反応において生成物または反応物が増減する速さである。注目する化合物の単位時間・単位体積あたりのモル単位での変化量によって定義される。反応速度に関する情報は化学工学や環境工学などの分野で重要である。反応速度論は物理化学の一分野で、反応速度に関する研究を行う。

◆速度則

速度式または速度則は反応の数学的表現であり、反応速度論において反応速度と基質の濃度を次数を使って関連付けるのに用いられる。例えば、化学反応

:n A + m B → C + D

については以下のように書き表される。

:$\backslash frac=\; k(T)[外部リンク]A^[外部リンク]B^$

液体、気体、または溶液中での反応について、[外部リンク]X は 基質 X の濃度を示し、界面上での反応の場合では単位面積あたりの X の量を示す。気体反応ならば圧力の単位で記述してもよい。

上の式で、k(T) が反応速度の係数、すなわち速度定数である。温度、イオン強度、光照射など、基質の濃度以外のさまざまな要因によって変化するため、真の意味で一定不変ということではない。

指数部 n と m は反応の次数と呼ばれ、 反応機構によって値が変わる。

定式化の詳細は反応速度を参照せよ。

◆温度依存性

反応速度の係数(k₁, k₂ など)は温度に依存し、一般的に次に示すアレニウスの式によって与えられる。

:

ここで E_a は活性化エネルギー、R は気体定数である。温度 T において分子はボルツマン分布に基づくエネルギーを持つことから、E_a を超えるエネルギーが供給される衝突の回数は に比例することがわかる。A は頻度因子または前指数項と呼ばれる。

A や E_a の値は反応によって異なる(よって、例えば k₁ と k₂ は異なる値をとる)。より複雑な、この形に従わない、他の速度定数の温度依存性を記述する式も存在する。

記事 反応速度論に詳しい。

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