13.6
Tijdens een chemische reactie neemt de concentratie van de reactant in de loop van de tijd af. De tijd die nodig is om het terug te brengen tot de helft van de oorspronkelijke hoeveelheid, wordt de halfwaardetijd van de reactie genoemd, afgekort als t1/2. Denk aan het koelmiddel trichloorfluormethaan, dat de ozonlaag aantast.
De atmosferische verblijftijd is 45 jaar en is in veel landen verboden. Maar hoe lang duurt het voordat de concentratie tot 50%is gedaald? Om de concentratie van een reactant na een verstreken tijd te schatten, kan de halfwaardetijd worden gebruikt.
De halfwaardetijd verschilt per reactietype. Afhankelijk van de reactieorde kan een algemene halfwaardetijd-uitdrukking worden afgeleid uit de geïntegreerde snelheidswetten. Denk aan de geïntegreerde snelheidswet van de nulde orde.
Op t1/2 is de reactantconcentratie de helft van de oorspronkelijke concentratie. Bij vervanging van deze parameters wordt een uitdrukking voor de halfwaardetijd geformuleerd. De formule laat zien dat de halfwaardetijd voor een nulde-orde-reactie afhankelijk is van en recht evenredig is met de aanvankelijke reactantconcentratie.
Naarmate de reactantconcentratie afneemt, wordt de halfwaardetijd steeds korter. Voor een eerste-orde reactie wordt de expressie van de geïntegreerde snelheid gewijzigd door de tijd te vervangen door t1/2 en de hoeveelheid reactant als de helft van de oorspronkelijke concentratie. Bij het oplossen wordt bepaald dat de uitdrukking voor t1/2 een constante is.
Aldus wordt afgeleid dat de halfwaardetijd van een eerste-orde-reactie onafhankelijk is van de aanvankelijke reactantconcentratie. Ongeacht de afname van de reactantconcentratie blijft de halfwaardetijd constant. Voor een reactie van de tweede orde wordt de expressie van de geïntegreerde snelheid omgezet in t1/2 door de parameters voor tijd en reactantconcentratie te vervangen.
De halfwaardetijden van reacties van de tweede orde zijn omgekeerd evenredig met de aanvankelijke concentratie van reactanten. Naar mate de reactantconcentratie afneemt, neemt de t1/2-waarde toe;wat betekent dat de halfwaardetijd steeds langer wordt. De halfwaardetijd helpt ook om de grootte van de snelheidsconstante te schatten.
Het biedt een relatieve vergelijking tussen verschillende reactiesnelheden;hoe korter de halveringstijd, hoe sneller de reactiesnelheid en vice versa. Zo vertoont de radioactieve isotoop natrium-24, met een korte halfwaardetijd van 14, 7 uur, een snellere vervalsnelheid dan kobalt-60, met een langere halfwaardetijd van 5, 3 jaar.
De halfwaardetijd van een reactie (t1/2) is de tijd die nodig is voordat de helft van een bepaalde hoeveelheid reactant is verbruikt. In elke volgende…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.