화학반응 속도론은 화학반응의 속도와 메커니즘을 연구하는 화학의 한 분야로서, 반응속도가 물질의 농도에 어떻게 의존하는지를 밝혀내어 이로부터 반응 메커니즘을 이끌어 낸다.

다음과 같은 화학반응에서

A + B → P

반응속도 V 는 보통 반응물의 농도에 비례한다. 즉,

V = k [A]^α [B]^β

이때, k 는 속도상수이고, α 와 β 는 각각 반응물 A 와 B 에 대한 반응차수이며, n = α + β 는 반응의 전체 차수이다.

본 실험에서는, methylene blue 와 ascorbic acid 사이의 빠르게 진행되는 반응을 PDA (Photodiode Array) 방식의 UV-Vis Spectrophotometer 를 이용 하여 신속하고 정확하게 측정한다. 또한 LabPro^® Plus S/W 로 측정과 동시에 속도상수를 구할 수 있다.

청색 염료인 methylene blue (MB⁺) 는 강한 산성 상태에서 ascorbic acid (H₂A) 에 의해 무색의 leuco-methylene blue (LB⁺) 로 전이된다. 전체 반응은 다음과 같이 진행되며, Figure 1 에 도식화하였다.

MB⁺ + H₂A → HLB⁺ + D.

이는 methylene blue 와 ascorbic acid 각각에 대한 1차 반응으로 다음과 같은 형태의 반응 속도식을 따른다.

이번 실험에서는 시간이 지남에 따라 점차 감소하는 methylene blue 의 농도를 665nm 에서 측정하여 속도상수 (k_exp) 를 구하고, 이를 이용하여 k₀ 와 k₁ 을 구함으로써 반응 속도식을 완성해 본다.

[Figure 1. Methylene blue 와 Ascorbic acid 의 반응]