主な相違点 -「速度の法則」対「質量作用の法則
化学反応には、反応物質と生成物が不可欠です。
反応物とは、化学反応の出発物質として作用する化学種のことです。
反応物質は不安定であることが多く、さまざまな化学反応を経て安定になります。
また、反応物は安定ですが、温度やその他のパラメータを変化させると化学反応を起こすことがあります。
生成物は、化学反応の結果です。
化学反応における成分の挙動を表す用語として、速度則と質量作用の法則があります。
速度法と質量作用の法則の主な違いは、速度法が反応の反応物のみを考慮して適用されるのに対し、質量作用の法則は反応の反応物と生成物の両方を考慮して適用されることである。
レート法とは
速度則とは、化学反応の速度を表す式です。
速度則の構成要素は、速度定数、反応物濃度、反応物濃度に関する反応の順序です。
例として、AとBの反応により、生成物としてCが得られると考える。
A + B → C
したがって、この反応の速度則は次のように与えられる。
R = k[A]m[B]n
ここで
R は反応速度です。
K は反応速度定数です。
[A] は A の濃度である．
[B] は B の濃度である．
m は[A]に対する反応の次数である．
n は[B]に対する反応の次数である．
反応速度律は、その反応が0次速度律、1次速度律、2次速度律のいずれであるかを示すものです。
速度定数は系の温度のみに依存する。
ただし、速度則には生成物の濃度などの詳細は含まれない。
気体の場合、濃度は与えられないので、濃度の代わりに分圧を使うことができる。
質量作用の法則とは
質量作用の法則とは、生成物と反応物の質量を化学量論的係数のべき乗にした比率を表す式です。
しかし、この理論は現代の発見により修正され、この法則の修正により反応物と生成物の濃度を化学量論的係数のべき乗にした比率を表すようになった。
質量作用の法則は、どのような状況でも使うことができる。
平衡状態にある系では、質量作用の法則は一定条件下（温度や圧力が一定など）での定数「Keq」として与えられる。
aA + bB → cC
上記の式に対して、反応物、生成物の濃度を考慮すると、質量作用の法則は以下のように書くことができる。
Keq = [C]c / [A]a[B]b
ここで
Keq は平衡定数です。
[A]はAの濃度、”a “はAの化学量論係数
B]はBの濃度、[b]はBの化学量論係数
[C]はCの濃度、”c “はCの化学量論的係数
Rate LawとLaw of Mass Actionの違い
定義
反応速度則。
速度則とは、化学反応の速度を表す方程式。
質量作用の法則。
質量作用の法則とは、生成物と反応物の質量を化学量論的係数のべき乗にした比率を表す式です。
方程式の構成要素
速度法。
反応速度則の式は、反応速度定数と反応物の濃度、および反応の順序で構成される。
質量作用の法則。
質量作用の法則の式は、反応物および生成物の濃度を化学量論的係数のべき乗にしたものを含む。
製品情報
反応速度法。
反応の生成物は速度則の式に含まれない。
質量作用の法則。
反応の生成物は質量作用の法則の式に含まれる。
比例定数
速度法則。
速度法則では比例定数が使われる。
それが速度定数’k’です。
質量作用の法則。
質量作用の法則では、比例定数は使用されません。
詳細
速度則。
速度則は、特定の反応の速度を与える。
質量作用の法則。
質量作用の法則は、反応が進行するのに有利な方向を与える。
化学量論係数
反応速度法。
反応速度則では、反応物の濃度は、反応の化学量論係数に等しいか等しくないかのある乗に上げられる。
質量作用の法則: 質量作用の法則では、反応物と生成物の濃度は、それらの化学量論的係数の乗に上げられる。
結論
化学反応の速度論を説明するのは、速度法則と質量作用の法則です。
したがって、これらの用語の正確な意味を知っておくことは非常に重要です。
速度則と質量作用の法則の主な違いは、速度則が反応の反応物のみを考慮して与えられるのに対し、質量作用の法則は反応の反応物と生成物の両方を考慮して与えられることです。
Image Courtesy:
- “ヨード滴定混合” 由来LHcheM – 自己的作品 (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
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