속도 결정 단계: 두 판 사이의 차이
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[[화학 속도론]]에서, 종종 전체 반응 속도는 대략적으로 가장 느린 단계인 '''속도 결정 단계'''({{llang|en|Rate-determining step}},RDS)나 '''속도 제한 단계'''({{llang|en|rate-limiting step}})에 의해 결정된다. 어떤 반응 메커니즘에서, 대응하는 [[반응 속도식]] 예측(실험적 반응 속도 법칙과 비교하기 위한 것)은 종종 속도 결정 단계로 근사하여 단순화 시킨다.
'''속도 결정 단계'''(Rate-determining step)는 [[유기 화학]]의 2단계 이상의 [[유기 반응]]인 S<sub>N</sub>1이나 E1 등에서 전체 [[반응 속도]]를 결정하는 가장 느린 단계이다. 1단계 반응인 S<sub>N</sub>2나 E2 등은 속도 결정 단계가 없다. ▼
원칙적으로, 반응물과 생성물 농도의 [[시간 변화]]는 메커니즘의 각 반응에 대응하는 반응 속도식들로부터 결정된다. 하지만, 이 [[미분방정식]]들의 해석적 해를 구하는 것은 항상 쉽지만은 않고, 어떤 경우는 [[상미분방정식의 수치적 방법|수치적분]]이 필요할 수 있다.<ref>Steinfeld J. I., Francisco J. S., Hase W. L. ''Chemical Kinetics and Dynamics'' (2nd ed., Prentice-Hall 1999) ch. 2.</ref> 속도 결정 단계가 하나만 있다는 가정은 수학적 계산을 크게 단순화시킨다. 가장 간단한 경우는 첫 단계가 가장 느릴때로, 전체 속도는 첫 번째 단계의 속도이다.
왜 가장 느린 단계가 전체 속도를 결정하는지는 다음과 같은 예시로 쉽게 이해할 수 있다. 공장의 생산 라인이 여러 단계로 이루어져있고, 각 단계마다 작업 속도가 다를 경우 가장 느린 단계 앞 단계는 생산품이 쌓일 것이고, 다음 단계는 전 단계인 가장 느린 단계에서 가공할 물건이 올 때까지 기다려야 할 것이다. 즉, 전체 생산 라인의 속도는 가장 느린 단계의 작업 속도와 정확히 일치한다.▼
또한, 속도 결정 단계가 하나 뿐인 메커니즘의 반응 속도식은 메커니즘과의 관계와 속도 결정 단계가 명백한 단순한 수학적 형태를 가진다. 올바른 속도 결정 단계는 아래의 {{NOx|x=2}}와 CO의 예시처럼 각 단계를 지정해 반응 속도 법칙을 예측하고 실험적 법칙의 다른 예측과 비교해서 확인할 수 있다.
== 함께 보기 ==▼
* [[생성물 결정 단계]](Product-determining step)▼
속도 결정 단계의 개념은 [[촉매]]나 [[연소]]와 같은 화학 반응의 최적화와 이해에서 매우 중요하다.
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▲왜 가장 느린 단계가 전체 속도를 결정하는지는 다음과 같은 예시로 쉽게 이해할 수 있다. 공장의 생산 라인이 여러 단계로 이루어져있고, 각 단계마다 작업 속도가 다를 경우 가장 느린 단계 앞 단계는 생산품이 쌓일 것이고, 다음 단계는 전 단계인 가장 느린 단계에서 가공할 물건이 올 때까지 기다려야 할 것이다. 즉, 전체 생산 라인의 속도는 가장 느린 단계의 작업 속도와 정확히 일치한다.-->
==각주==
{{각주}}
*{{서적 인용|last=Zumdahl |first=Steven S. |title=Chemical Principles |publisher=Houghton Mifflin |year=2005 |isbn=0618372067 |pages=727–8 |edition=5th}}
==외부 링크==
* [http://rle.cbi.pku.edu.cn/home.cgi The Rate-Limiting Enzyme regulation database (RLEdb)]
{{반응 메커니즘}}
{{전거 통제}}
[[분류:화학 속도론]]
[[ja:反応速度#律速段階]]
[[분류:유기화학]]
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