13.6
Podczas reakcji chemicznej stężenie reagenta spada z czasem. Czas potrzebny do zredukowania go do połowy początkowej ilości nazywa się okresem półtrwania reakcji, w skrócie t1/2.
Weźmy pod uwagę czynnik chłodniczy trichlorofluorometan, który zubaża warstwę ozonową. Jego czas przebywania w atmosferze wynosi 45 lat i jest zakazany w wielu krajach. Ale jak długo potrzeba, aby stężenie spadło do 50%? Aby oszacować stężenie reagenta po upływie czasu, można użyć okresu półtrwania.
Okres półtrwania różni się w zależności od typu reakcji. W zależności od kolejności reakcji, ogólny okres półtrwania może być wyprowadzony ze zintegrowanych praw szybkości.
Weźmy pod uwagę ustawę o zintegrowanej stopie procentowej zerowego rzędu. Przy t1/2 stężenie reagenta wynosi połowę jego początkowego stężenia. Po podstawieniu tych parametrów formułuje się wyrażenie na okres półtrwania.
Wzór pokazuje, że okres półtrwania dla reakcji zerowego rzędu jest zależny i wprost proporcjonalny do początkowego stężenia reagenta. Wraz ze spadkiem stężenia reagenta okres półtrwania nadal się skraca.
W przypadku reakcji pierwszego rzędu zintegrowane wyrażenie szybkości jest modyfikowane przez podstawienie czasu jako t1/2, a ilości reagenta jako połowy jego początkowego stężenia. Podczas rozwiązywania wyrażenie dla t1/2 jest określane jako stała.
W związku z tym określa się okres półtrwania reakcji pierwszego rzędu jako niezależny od początkowego stężenia reagenta. Niezależnie od spadku stężenia reagenta, okres półtrwania pozostaje stały.
W przypadku reakcji drugiego rzędu zintegrowane wyrażenie szybkości jest przekształcane na t1/2 poprzez podstawienie parametrów czasu i stężenia reagenta.
Okresy półtrwania reakcji drugiego rzędu są odwrotnie proporcjonalne do początkowego stężenia reagenta. Wraz ze spadkiem stężenia reagenta wzrasta wartość t1/2; co oznacza, okres półtrwania nadal się wydłuża.
Okres półtrwania pomaga również oszacować wielkość stałej szybkości. Oferuje względne porównanie różnych szybkości reakcji; Im krótszy okres półtrwania, tym szybsza szybkość reakcji i odwrotnie.
Na przykład radioaktywny izotop sodu-24, o krótkim okresie połowicznego rozpadu wynoszącym 14,7 godziny, wykazuje szybsze tempo rozpadu niż kobalt-60, z dłuższym okresem połowicznego rozpadu wynoszącym 5,3 roku
Okres półtrwania reakcji (t1/2) to czas wymagany do zużycia połowy danej ilości reagenta. W każdym kolejnym okresie półtrwania zużywana jest połowa po…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.