왜 다단계 반응에서는 반응식의 계수와 속도식의 차수가 무관한가요?

Question

안녕하세요. 단일단계 반응에서는 반응식의 계수가 속도식에서의 차수와 동일한데요, 왜 다단계 반응에서는 반응식의 계수와 속도식의 차수가 무관한가요?

Answer 1

네, 말씀해주신 것과 같이 단일단계 반응에서는 반응식에 나타난 계수가 바로 반응 속도식의 차수와 일치하는데요, 이는 단일 단계 반응이 곧 분자들이 충돌하는 실제 사건을 그대로 반영하기 때문입니다.

하지만 대부분의 실제 화학 반응은 여러 단계를 거쳐 진행되는데요, 이 경우 전체 반응식은 단지 시작물질과 생성물의 물질수지를 나타낸 것이고, 속도는 실제로 반응 속도를 지배하는 속도결정단계에 달려 있습니다. 이때 속도결정단계란 여러 반응 경로 중에서 가장 느린 단계로, 전체 반응 속도를 좌우하는데요, 따라서 속도식은 이 단계에 참여하는 실제 반응종의 농도에 의해 결정됩니다. 즉 다른 중간 단계의 계수들은 단지 최종적으로 반응식에 합쳐져 나타날 뿐, 속도와 직접적으로 연결되지 않는 것입니다. 감사합니다.