13.6
Lors d'une réaction chimique, la concentration du réactif diminue avec le temps. Le temps nécessaire pour le réduire à la moitié de sa quantité initiale est appelé la demi-vie de la réaction, abrégée en t1 2. Prenons le cas du réfrigérant trichlorofluorométhane, qui détruit la couche d'ozone.
Sa durée de vie atmosphérique est de 45 ans et il est interdit dans de nombreux pays. Mais combien de temps faut-il pour la concentration de tomber à 50%Pour estimer la concentration d'un réactif après un temps écoulé, la demi-vie peut être utilisée. La demi-vie diffère pour chaque type de réaction.
En fonction de l'ordre de réaction, une expression générale de demi-vie peut être dérivée des lois de vitesses intégrées. Prenons la loi des vitesses intégrées d'ordre zéro. À t1 2, la concentration de réactif est la moitié de sa concentration initiale.
Lors de la substitution de ces paramètres, une expression de la demi-vie est formulée. La formule montre que la demi-vie pour une réaction d'ordre zéro dépend et directement proportionnelle à la concentration initiale du réactif. À mesure que la concentration de réactif diminue, la demi-vie continue de raccourcir.
Pour une réaction de premier ordre, l'expression de vitesse intégrée est modifiée en remplaçant l'heure en t1 2 et la quantité de réactif la moitié de sa concentration initiale. Lors de la résolution, l'expression pour t1 2 est déterminé comme étant une constante. Ainsi, la demi-vie d'une réaction de premier ordre est dérivée pour être indépendant de la concentration réactive initiale.
Indépendamment de la diminution de la concentration de réactif, la demi-vie reste constante. Pour une réaction de second ordre, l'expression de la vitesse intégrée est convertie en t1 2 en remplaçant le temps et les paramètres de concentration des réactifs. Les demi-vies des réactions de second ordre dépendent inversement de la concentration initiale du réactif.
À mesure que la concentration de réactif diminue, la valeur t1 2 augmente;çela vaut, la demi-vie continue de s'allonger. La demi-vie permet également d'estimer l'amplitude de la constante de vitesse. Il offre une comparaison relative entre taux de réactions différentes plus la demi-vie est courte, plus la vitesse de réaction est rapide et vice-versa.
Par exemple, l'isotope radioactif sodium-24, avec une demi-vie courte de 14, 7 heures, présente un taux de désintégration plus rapide que le cobalt-60, avec une demi-vie plus longue de 5, 3 ans.
Le temps de demi-réaction (t1/2) est le temps nécessaire à la consommation de la moitié d'une quantité donnée de réactif. À chaque temps de demi-réact…
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