Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.6: نصف عمر التفاعل
فهرس المحتويات

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Half-life of a Reaction
 
نسخة طبق الأصل

13.6: نصف عمر التفاعل

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 للمادة المتفاعلة. على سبيل المثال، أثناء تحلل بيروكسيد الهيدروجين، خلال نصف العمر الأول (من 0.00 ساعة إلى 6.00 ساعات) ، تركيز H2O2 ينخفض ​​من 1.000 م إلى 0.500 م. خلال نصف العمر الثاني (من 6.00 ساعات إلى 12.00 ساعة)، ينخفض ​​التركيز من 0.500 م إلى 0.250 م، بينما خلال النصف الثالث نصف العم ، ينخفض ​​من 0.250 م إلى 0.125 م. ومن ثم، خلال كل فترة متتالية من 6.00 ساعات، ينخفض ​​تركيز H2O2 بمقدار النصف.

يكون نصف العمر لتفاعل من الدرجة الأولى مستقل عن تركيز المادة المتفاعلة. ومع ذلك، فإن فترات نصف العمر للتفاعلات مع الترتيبات الأخرى تعتمد على تراكيز المواد المتفاعلة.

نصف العمر لتفاعلات الترتيب الأول

يمكن اشتقاق معادلة تتعلق بنصف عمر تفاعل من الدرجة الأولى بثابت معدلها من قانون المعدل المتكامل الخاص بها:

Eq1

وفقًا لتعريف نصف العمر، في الوقت t1/2، يكون تركيز المادة المتفاعلة A هو نصف تركيزها الأولي. لذلك؛ t = t1/2  و [A]t = ½ [A]0.

يؤدي استبدال هذه المصطلحات في قانون المعدل المتكامل المعاد ترتيبها والتبسيط إلى إنتاج معادلة نصف العمر:

Eq2

تصف معادلة نصف العمر هذه العلاقة العكسية المتوقعة بين عمر النصف للتفاعل وثابت معدله ، k. تُظهر التفاعلات الأسرع ثوابت معدل أكبر وعمر نصفي أقصر مقابل ذلك، بينما تظهر التفاعلات الأبطأ ثوابت معدل أصغر وعمر نصفي أطول.

عمر النصف لتفاعلات الترتيب الثاني

باتباع نفس النهج المتبع في التفاعلات من الدرجة الأولى ، يمكن اشتقاق معادلة تتعلق بنصف عمر تفاعل من الدرجة الثانية بثابت معدلها والتركيز الأولي من قانون المعدل المتكامل الخاص بها:  

Eq3

عند استبدال t = t1/2  , [A]t = ½[A]0، تم تبسيط قانون المعدّل المتكامل:

Eq4

بالنسبة للتفاعل من الدرجة الثانية، يتناسب em>t1/2 عكسيًا مع تركيز المادة المتفاعلة، ويزيد عمر النصف مع استمرار التفاعل لأن ينخفض ​​تركيز المادة المتفاعلة. على عكس التفاعلات من الدرجة الأولى، لا يمكن حساب ثابت المعدل لتفاعل من الدرجة الثانية مباشرةً من نصف العمر ما لم يكن التركيز الأولي معروفًا.

نصف عمر ردود الفعل الصفرية

يمكن أيضًا اشتقاق معادلة عمر النصف ذي الترتيب الصفري من قانون المعدل المتكامل الخاص بها:  

Eq5

استبدال t = t1/2  و  [A]t = ½ [A]0، في قانون المعدل الصفري المتكامل ينتج:

Eq6

يتناسب نصف العمر للتفاعل الصفري عكسيًا مع معدله الثابت. ومع ذلك، فإن نصف العمر للتفاعل الصفري يزيد مع زيادة التركيز الأولي.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 12.4: Integrated Rate Laws.

Tags

Half-life Reaction Chemical Reaction Reactant Concentration Time T1/2 Refrigerant Trichlorofluoromethane Ozone Layer Depletion Atmospheric Residence Time Reaction Order Reactant Quantity Initial Concentration Zero-order Reaction First-order Reaction

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter