skanowanie0010b

W reakcji I rzędu laki sam czas jest polr/uhtiy ilu    się stę

żenia substratu od wartości C₍₎ do —% jak I od Wkirlnilul J do ^ czy od

2 '    2    4

—p do -¹-. Wszystkie te czasy są oczywiście równe okresowi połowicznej 4    8

przemiany. Ilustruje to rycina 1.12.

Ryc 1.12. Czas połowicznej przemiany w reakcji I rzędu nie jest zależny od początkowej] ilości substratu.

Czas połowicz-nej przemiany jest to czas potrzebny do zaniku potowy sub-Btratu.

W reakcji I rzędu jest on niezależny od początkowej ilości substratu.

Czas połowicznej przemiany najczęściej podaje się w celu scharakteryzowania szybkości rozpadu promieniotwórczego. Nazywa się go wtedy; również okresem półtrwania.

Bazując na szybkości rozpadu nuklidu ^U6C, można określać wiek zabyt-J kowych przedmiotów wykonanych z drewna. Zawartość ¹⁴6Cw drewnie żyj wego drzewa jest równa zawartości tego nuklidu w atmosferze ze względia na ciągłą wymianę węgla w postaci C0₂ między organizmami żywymi a at-| mosferą. Od momentu ścięcia drzewa zawartość ^U6C w jego tkankach] stopniowo maleje. Oznaczając zawartość ^!JC w drewnianym zabytku i po-< równując ją z zawartością tego nuklidu w żywych tkankach roślinnych] można oszacować czas, jaki upłynął od ścięcia drzewa, z którego pozyskaj no drewno, czyli w przybliżeniu określić czas wykonania przedmiotu.

Przykład 3

Określ wiek drewnianego przedmiotu, wiedząc, że zawartość węgla ‘^C w przedmiocie jest równa 30% zawartości tego nuklidu w żywych tkankach roślinnych. Czas połowicznego rozpadu “C wynosi 5760 lat.

Rozwiązanie

I krok. Obliczenie wartości stałej szybkości rozpadu promieniotwórczego.

Jeśli

k

ln2

fi ’

czyli A

r krok. Obliczenie WAPtoloi C.

Ii mII zawartość ¹'),(.! stanowi 30% zawartości początkowej, to: C f¹ - 0,3 C₀.

I kroki Wybór odpowiedniego wzoru.

I'imloważ należy policzyć t, mając dane C i C₀, wybieramy wzór:

ln|p=8-«

krok. Obliczenie wartości liczbowej t.

tapSj- = 1,2*10 ~⁴-^r't

0,3 CM    rok

In3,333 - 1,2-10"

rok

•t

i /V'l I i

1,204

= 10⁴ lat

rok

1,2 ■ 10"⁴-

t Mlpowiedź: Wiek przedmiotu wynosi 10 tysięcy lat.

1 1.7. Reakcje II rzędu

Reakcje II rzędu są opisywane równaniem kinetycznym o postaci: v = k - [A] • [B]

|ak W wypadku reakcji syntezy jodowodoru: H₂ + I₂ —► 2 HI lub:

v = k - [A]²

|_fik w wypadku reakcji rozpadu jodowodoru, gdzie reagują ze sobą dwie HtyNtCCzki tego samego substratu:

2 HI — H₂ + I₂

Zajmiemy się wyłącznie drugim rodzajem reakcji, w których w równaniu kinetycznym występuje stężenie tylko jednego substratu. Thk samo pi wprowadza się obliczenia dla reakcji o dwóch różnych substratach, je-<*li Roataly one użyte do procesu w jednakowych stężeniach. Wyrażenie lliml rujące zmianę stężenia substratu podczas przebiegu reakcji ma w ta-klill wypadku postać:

Jodnoslka itnln| szybkości roakojl II rzędu ma po*

_8tań . mol • GZiłN •

na przykład; diii" djif mol¹ ii ¹ iiiuMr

g.l/lc r„ oznacza początkowe stężenie molowe substratu, C - stężenie molowe substratu pozostałe po czusic I od zapoczątkowania reakcji, A - siali) szybkości reakcji, i - c/as przebiegu reakcji. Zwróćcie uwagę, że W wypadku reakcji II rzędu w wymieniu lym ule można zastąpić stężeniu siihslrnlu Inną wielkością (np. masą tzy liyubą moli subslralu).