反応次数のソースを表示

[[反応速度論]]において、'''反応次数'''（{{lang-en|order of reaction}}）とは、[[反応速度式]]中の、反応に関わる物質（[[反応物]]、[[触媒]]や[[生成物]]）の濃度の[[冪乗]]の項の次数である<ref>[http://goldbook.iupac.org/R05141.html IUPAC Gold Book definition of rate law] [[国際純正・応用化学連合|IUPAC]]の{{仮リンク|Compendium of Chemical Terminology|en|Compendium of Chemical Terminology}}も参照</ref>。反応速度式の一般的な形は<math>r = k[\mathrm{A}]^x[\mathrm{B}]^y \dotsb</math>で表される。ただし[A]、[B]、...は濃度。Aの反応次数を''x''、Bの反応次数を''y''とおく。（''x''、''y''を部分反応次数とも呼ぶ。）''全体''の反応次数はx + y + ....となる。多くの反応において、反応次数は[[化学反応式]]の係数とは一致しない。

例として、[[塩化水銀(II)]]と[[シュウ酸]][[イオン (化学)|イオン]]の反応を挙げる。この反応の反応式は以下の通り。
:2 HgCl<sub>2</sub>([[水溶液|aq]]) + [[シュウ酸塩|C<sub>2</sub>O<sub>4</sub><sup>2−</sup>]](aq) → 2 [[塩化物|Cl<sup>−</sup>]](aq) + 2 [[二酸化炭素|CO<sub>2</sub>]]([[気体|気]]) + Hg<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub>([[固体|固]])
この反応の反応速度は以下のように表される<ref>Petrucci R.H., Harwood W.S. and Herring F.G. ''General Chemistry'' (8th ed., {{仮リンク|プレンティスホール|en|Prentice-Hall}} 2002), p.585-6</ref> 
: ''r'' = ''k''[HgCl<sub>2</sub>]<sup>1</sup>[C<sub>2</sub>O<sub>4</sub><sup>2−</sup>]<sup>2</sup>
この反応の場合、HgCl<sub>2</sub>の反応次数は1、C<sub>2</sub>O<sub>4</sub><sup>2-</sup>の反応次数は2である。全体の反応次数は1+2=3である。反応次数（HgCl<sub>2</sub>は1、C<sub>2</sub>O<sub>4</sub><sup>2-</sup>は2）は[[化学量論|化学反応の量的関係]]（HgCl<sub>2</sub>:C<sub>2</sub>O<sub>4</sub><sup>2-</sup>=2:1）とは異なる。反応速度式は実験によってのみ決められる[[実験式]]である。反応速度を解析することによって、[[反応機構]]を知ったり、[[律速段階]]([[:en:Rate-determining step|英語版]])を決めることができるようになる。

[[素反応]] ([[:en:Elementary reaction|英語版]])のそれぞれの物質の反応次数は反応式の量的関係に一致する。ゆえに、反応式の係数の和は全体の反応次数に等しい。しかし[[多段階反応]]については化学反応式の係数に必ずしも等しいとは限らない。

多くの反応においてそれぞれの物質の反応次数は正の[[整数]]をとることが多いが、０だったり、[[分数]]だったり、負の数であることもある。

反応速度が反応物の濃度の冪乗で表されない場合、反応次数が定義できない。例えば、[[吸着]]された物質との{{仮リンク|表面での反応|en|Reacion on surface|label=反応}}では、反応次数が定義できない。この場合の反応速度式は以下の通り。
:<math>r=k \frac{K_1K_2C_AC_B}{(1+K_1C_A+K_2C_B)^2}. \, </math>

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
* [[反応速度]]
* [[モル濃度]]

== 外部リンク ==
* [http://www.citycollegiate.com/chemical_kineticsXIa.htm  Chemical kinetics, reaction rate, and order] ([[Flashplayer]]が必要)
* [http://itl.chem.ufl.edu/4411/2041/lec_k.html Reaction kinetics, examples of important rate laws] (音声を使う講義).
* [http://www.chemguide.co.uk/physical/basicratesmenu.html#top  Rates of Reaction]

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{{デフォルトソート:はんのうしすう}}
[[Category:反応速度論]]