Реакции первого порядка - Лекции по физической химии

Рассмотрим зависимость от времени концентрации исходного вещества А для случая реакции первого порядка А  ––>  В. Реакции первого порядка характеризуются кинетическим уравнением вида (II.6). Подставим в него выражение (II.2):

                             (II.6)

                      (II.7)

После интегрирования выражения (II.7) получаем:

                       (II.8)

Константу интегрирования g определим из начальных условий: в момент времени t = 0 концентрация С равна начальной концентрации Со. Отсюда следует, что g = ln Со. Получаем:

                      (II.9)

Рис. 2.3  Зависимость логарифма концентрации  от  времени  для реакций
                         первого порядка

Т.о., логарифм концентрации для реакции первого порядка линейно зависит от времени (рис. 2.3) и константа скорости численно равна тангенсу угла наклона прямой к оси времени.

                            (II.10)

Из уравнения (II.9) легко получить выражение для константы скорости односторонней реакции первого порядка:

                               (II.11)

Еще одной кинетической характеристикой реакции является период полупревращения t1/2 – время, за которое концентрация исходного вещества уменьшается вдвое по сравнению с исходной. Выразим t1/2 для реакции первого порядка, учитывая, что С = ½Со:

                       (II.12)

Отсюда

                                  (II.13)

Как видно из полученного выражения, период полупревращения реакции первого порядка не зависит от начальной концентрации исходного вещества.