13.6
Во время химической реакции концентрация исходного вещества уменьшается со временем. Время, необходимое для уменьшения его количества до половины от исходного, называется периодом полупревращения реакции, сокращенно t1/2. Рассмотрим хладагент трихлорфторметан, разрушающий озоновый слой.
Его время пребывания в атмосфере составляет 45 лет, и он запрещен во многих странах. Но сколько времени нужно, чтобы концентрация упала до 50%Чтобы оценить концентрацию исходного вещества по истечении времени, можно использовать период полупревращения. Период полупревращения отличается для каждого типа реакции.
В зависимости от порядка реакции, общее выражение периода полупревращения может быть получено из законов интегрированной скорости. Рассмотрим закон интегрированной скорости нулевого порядка. При t1/2 концентрация исходного вещества составляет половину его начальной концентрации.
При подстановке этих параметров формулируется выражение для периода полупревращения. Формула показывает, что период полупревращения для реакции нулевого порядка зависит от начальной концентрации исходного вещества и прямо пропорционален ей. По мере уменьшения концентрации исходного вещества период полупревращения продолжает сокращаться.
Для реакции первого порядка выражение интегрированной скорости модифицируется путем замены времени на t1/2 и количества исходного вещества на половину его начальной концентрации. При решении выражение для t1/2 определяется как константа. Таким образом, период полупревращения реакции первого порядка получается независимым от начальной концентрации исходного вещества.
Независимо от уменьшения концентрации исходного вещества период полупревращения остается постоянным. Для реакции второго порядка выражение интегрированной скорости преобразуется в t1/2 путем замены параметров времени и концентрации исходного вещества. Периоды полупревращения реакций второго порядка связывает обратная зависимость с начальной концентрацией исходного вещества.
По мере уменьшения концентрации исходного вещества значение t1/2 увеличивается;это означает, что период полупревращения продолжает увеличиваться. Период полупревращения также помогает оценить величину константы скорости. Он предлагает относительное сравнение различных скоростей реакции;чем короче период полупревращения, тем выше скорость реакции, и наоборот.
Например, радиоактивный изотоп натрий-24 с коротким периодом полураспада 14, 7 часа демонстрирует более высокую скорость распада, чем кобальт-60, с более длинным периодом полураспада 5, 3 года.
Период полураспада реакции (t1/2) — это время, необходимое для потребления половины заданного количества реагент. В течение каждого последующего полус…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.