Preskočiť na obsah
Chcete tieto pokusy naživo? Prinesiem ich do vašej školy ako show.Show a workshopy
Späť

Vzdelávanie · Učivo

Fyzikálna chémia

lekcia 8

Priebeh reakcie v čase a polčas

Úroveň výkladu:
základná školastredná škola, s rozšíreniami pre náročnejších

úvod

Rýchlostná rovnica hovorí, ako rýchlo reakcia prebieha pri danej koncentrácii. Keď ju „pustíme v čase“, dozvieme sa, ako sa koncentrácia mení minútu po minúte a kedy z reaktantu ostane polovica.

teória

Polčas

Polčas t½ je čas, za ktorý klesne koncentrácia reaktantu na polovicu. Pojem poznáme z rádioaktivity, lekcia Rádioaktivita, a rozpad jadier je skutočne reakciou prvého poriadku.

Pri reakcii prvého poriadku je polčas stále rovnaký. Po prvom polčase ostane 1/2, po druhom 1/4, po treťom 1/8 a po n polčasoch (1/2)ⁿ. Takto telo vylučuje väčšinu liekov, alkohol je výnimka.

LátkaPolčas v tele (dospelý)
kofeínasi 5 h
paracetamolasi 2 až 3 h
ibuprofénasi 2 h

teória

Ako poznať poriadok z merania

Keď meriame koncentráciu v čase, krivka c podľa t vždy klesá a podľa oka sa poriadky ťažko rozlíšia. Pomôže trik: každý poriadok má graf, v ktorom body ležia na priamke.

PoriadokPriamka v grafeSmernica
0c podľa t−k
1ln c podľa t−k
21/c podľa t+k

vyskúšaj si

Kinetické krivky

Reakcia: rozklad peroxidu vodíka s jodidom. V tabuľke sú namerané koncentrácie. Prepínaj grafy a nájdi ten, v ktorom body ležia na priamke.

0 / 0
t v minc v mol/l
00,8
100,5638
200,3973
300,28
400,1973
500,139
0,1390,8c v mol/lt v min (do 50)

Akého poriadku je reakcia?

Čo je polčas reakcie?

0 / 0

Zapamätaj si: polčas je čas, za ktorý ubudne polovica látky. Po dvoch polčasoch ostane štvrtina, po troch osmina. Telo takto vylučuje lieky a kofeín, a preto sa lieky užívajú v pravidelných intervaloch. Kofeín z popoludňajšej kávy je v tele aj večer.

Prvý poriadok podrobne

Pre reakciu A → produkty s v = k · [A] platí

c = c₀ · e^(−k · t), teda ln c = ln c₀ − k · t

Logaritmus koncentrácie klesá lineárne s časom. Polčas dostaneme, keď dosadíme c = c₀/2:

t½ = ln 2 : k = 0,693 : k

Polčas nezávisí od začiatočnej koncentrácie, preto je pre lieky a rádioaktívne látky taký užitočný.

Nultý a druhý poriadok

Pri nultom poriadku ubúda každú minútu rovnako veľa látky: c = c₀ − k · t. Polčas t½ = c₀ : (2k) je tým kratší, čím menej látky ostáva. Takto sa správa rozklad amoniaku na rozpálenom volfráme: povrch kovu je plne obsadený a rýchlosť od množstva plynu nezávisí. Podobne odbúrava pečeň alkohol, asi 0,1 g na kilogram hmotnosti za hodinu.

Pri druhom poriadku platí 1/c = 1/c₀ + k · t a polčas t½ = 1 : (k · c₀) sa s postupom reakcie predlžuje.

Smernica

Keď už vieme, ktorý graf je priamka, rýchlostnú konštantu dostaneme zo smernice. Stačia dva body, napríklad prvý a posledný: pri prvom poriadku k = (ln c₀ − ln c) : t.

rozšírenie Datovanie uhlíkom 14

Rádioaktívny uhlík ¹⁴C má polčas 5 730 rokov. Živé organizmy ho prijímajú zo vzduchu, po smrti už nie a jeho množstvo v tele klesá. Keď kosť obsahuje štvrtinu pôvodného ¹⁴C, uplynuli dva polčasy, teda asi 11 500 rokov. Takto sa určuje vek dreva, kostí či látok do 50 000 rokov.

teória

Časté chyby

  • „Po dvoch polčasoch látka zmizne.“ Ostane štvrtina. Po každom polčase ubudne polovica toho, čo ešte ostalo.
  • „Polčas je polovica času, za ktorý reakcia skončí.“ Reakcia prvého poriadku teoreticky neskončí nikdy.
  • „Polčas je vždy stály.“ Len pri prvom poriadku.
  • „Poriadok sa dá spoznať z tvaru krivky c podľa t.“ Spoľahlivo ho prezradí až graf, ktorý vyjde ako priamka.

Prečo teplo reakcie tak výrazne zrýchli, vysvetlí lekcia Aktivačná energia a Arrheniova rovnica.

priebeh reakcie v čase a polčas

Polčas

príklad 1

0 / 0

rozumieš tomu?

Otestuj sa

4 otázok · úroveň ZŠ4 otázok · úroveň SŠ

Kvíz: Priebeh reakcie v čase a polčas

Otázka 1/4

Čo je polčas reakcie?

Skóre: 0

Najprv vyber odpoveď.

Chcete tento pokus naživo?

Ukážem ho vašim žiakom na chemickej show: 15 pokusov za jednu hodinu, 5 € na žiaka.

Rezervovať termín

Nahlásiť chybu

Chyba v texte, zlá odpoveď alebo niečo, čo nefunguje? Stačí pár slov.

Čo sa stalo?
vedeckeokienko.sk/

Hlásenie uvidí len správca webu. Osobné údaje sem nepatria. Ochrana osobných údajov