반응 메커니즘을 통해 속도 법칙을 유도할 수 있는데 이를 실험적으로 어떻게 검증할 수 있나요?

Question

화학 반응이 일어날 때 속도 상수와 차수는 모두 실험적으로 결정해야 한다고 알고 있습니다. 그렇다면 반응 메커니즘을 통해 속도 법칙을 유도할 수 있는데 이를 실험적으로 어떻게 검증할 수 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 우선 메커니즘에서 유도한 속도식은 실험적으로 검증해야 신뢰할 수 있을 것인데요, 보통 검증은 반응식에서의 차수, 속도상수 k, 그리고 메커니즘이 예측하는 중간체 존재 여부 및 동역학적 특성을 확인하는 방식으로 이뤄집니다.이때 여러 서로 다른 메커니즘이 동일한 속도법칙을 줄 수 있으므로, 동역학 자료와 중간체 관찰, 그리고 동위원소 효과, 포획 등을 함께 사용해서 입증해야 합니다. 우선 실험적으로 검증하는 가장 기본적인 방법으로는 초기 속도법이 있는데요, 여러 실험에서 초기 속도 V0를 측정하고, 특정 반응물 농도만 바꿔가며 속도 의존성을 구하는 방식입니다. 다음으로 중간체의 관찰은 적절한 시간분해분광, 저온 NMR, EPR(라디칼), MS 등으로 중간체 검출을 할 수 있으며, 중간체가 검출되고 일정 농도로 존재하면 정상상태 가정을 지지하게 되는 것입니다. 감사합니다.