속도 법칙(rate law)는 속도 상수 k를 활용하여 반응 속도를 속도 상수와 반응물 농도의 지수로 표시한다.
aA + bB →cC + dD
위와 같은 일반적인 반응을 속도 법칙으로 표현할 수 있다.
x와y 는 반드시 실험적으로 결정되는 값이며, 화학양론 계수인 a, b와는 다르다. x, y, k 값을 알고 있을 때
위 속도법칙을 이용하여 A와 B의 농도에 대해 반응속도를 계산할 수 있다.
지수 x와 y는 반응물 A와 B의 농도와 반응 속도 사이의 관계를 결정한다. 이들을 합치면, 반응 속도식에 포함된 모든 반응물 농도의 지수의 합으로 정의되는 전체 반응 차수(reaction order)가 된다. 위 식의 경우 전체 반응 차수는 x+ y이다.
또한 이 반응은 A에 대해 x차, B에 대해서는 y차, 전체로 볼 때는 (x+y)차 반응이라고 한다.
ex) 플루오린(F)과 이산화염소(ClO2)의 반응
반응물의 농도가 반응 속도에 미치는 영향을 알아보기 위한 방법 중 하나는 반응의 초기 속도와 초기 농도 사이의 관계를 알아보는 것이다. 반응이 진행됨에 따라 반응물의 농도는 감소하게 되며, 따라서 농도 변화를 정확히 측정하는 것은 어렵기에 초기 속도를 정하는 것이 보다 용이하다.
1. 속도 법칙은 항상 실험적으로 결정된다. 반응물의 농도와 초기 반응 속도로부터 반응 차수를 결정할 수 있고, 반응 속도 상수를 계산할 수 있다.
2. 반응 차수는 항상 반응물의 농도로 나타낸다.
3. 반응 차수는 전체 균형 화학 반응식의 화학양론 계수와는 무관하다.