13.6
أثناء التفاعل الكيميائي،يتناقص تركيز المادة المتفاعلة بمرور الوقت. الوقت المستغرق لخفضه إلى نصف الكمية الأولية،يسمى عمر النصف للتفاعل،ويشار إليه بالرمز t1/2. لنتأمل مبرّد ثلاثي كلوروفلوروالميثان،الذي ينضب عند طبقة الأوزون.
وقت تواجده في الغلاف الجوي هو 45 سنة وهو محظور في دول عديدة. ولكن كم من الوقت يحتاج تركيزه كي ينخفض إلى 50%لتقدير تركيز مادة متفاعلة بعد انقضاء وقت معين،يمكن استخدام عمر النصف. يختلف عمر النصف لكل نوع من التفاعلات.
اعتمادًا على درجة التفاعل،يمكن اشتقاق عبارة جبرية عامة لعمر النصف من قوانين معدل السرعة التكاملية. لنتأمل قانون المعدل التكاملي لتفاعل من الدرجة الصفرية. عند t1/2،يكون تركيز المادة المتفاعلة نصف تركيزها الأولي.
باستبدال هذه القياسات،تتشكل عبارة جبرية لحساب عمر النصف. تُظهر العبارة أن عمر النصف،لتفاعل من الدرجة الصفرية،يتوقف على التركيز الأولي للمادة المتفاعلة،ويتناسب معه طرديًا. بانخفاض تركيز المادة المتفاعلة،يستمر عمر النصف في التناقص.
في تفاعل من الدرجة الأولى،تُعرّف العبارة الجبرية لمعدل السرعة التكاملي باستبدال الوقت ليصبح t1/2 واستبدال كمية المادة المتفاعلة لتصبح نصف تركيزها الأولي. بحساب المعادلة،فإن العبارة الجبرية لـt1/2 يُقرر أنها ثابت. وعليه يتبين بالاشتقاق أن عمر النصف،لتفاعل من الدرجة الأولى،لا يعتمد على التركيز الأولي للمادة المتفاعلة.
بغض النظر عن التناقص في تركيز المادة المتفاعلة،يبقى عمر النصف ثابتًا. في تفاعل من الدرجة الثانية،تُحول العبارة الجبرية التكاملية إلى t1/2 باستبدال معايير الزمن وقياسات تركيز المادة المتفاعلة. أعمار النصف لتفاعل من الدرجة الثانية تعتمد عكسيًا على التركيز الأولي للمادة المتفاعلة.
فعند انخفاض تركيز المادة المتفاعلة،تزداد قيمة t1/2،ما يعني أن طول عمر النصف يظل في ازدياد. كما يساعد عمر النصف في تقدير مقدار ثابت معدل السرعة. حيث يعطي مقارنة نسبية بين معدلات تفاعلات مختلفة،وكلما كان عمر النصف أقصر،زاد معدل سرعة التفاعل،والعكس صحيح.
على سبيل المثال،نظير صوديوم-24 المُشع،و له عمر نصف قصير هو 14.7 ساعة،يتحلل بسرعة أكبر من الكوبلت-60،الذي يمتاز بعمر نصف طويل يبلغ 5.3 سنة.
إن نصف عمر التفاعل (t1/2) هو الوقت اللازم لاستهلاك نصف كمية معينة من المادة المتفاعلة. وفي كل فترة نصف عمر تالية، يتم استهلاك نصف التركيز المتبقي للما…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.