加载中…反应级数与半衰期
(2011-04-04 15:44:14)
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基元反应半衰期放射性元素浓度杂谈 |
分类： 科普知识 |
提起放射性元素，经常涉及到一个词汇，叫做“半衰期”。如果百度一下，给出的结论往往是指放射性元素活性衰减到一半所需要的时间。这一说法不能说不对，但是从化学动力学的定义而言，它显然是不全面的。
对于一个复杂的化学反应，可以将它分解成若干个最基本的反应，动力学中称为基元反应。基元反应根据反应物浓度随着时间变化规律的不同而分为好多种类。如果反应物的浓度用c表示，反应时间用t表示，那么表征化学反应进行快慢的反应速度r就可以用浓度随时间的变化规律来表示，即
之所以在前面加上负号是由于反应物的浓度随着时间的推移会逐步衰减，加个“负号”就可以保证反应速度是个正值。
在所有的基元反应中，某一反应物的变化速度都可以表示成以下形式：
式中r是反应速度
需要指出的是，所有的基元反应都存在半衰期，用半衰期来确定反应级数也是动力学中常用的一种方法，但是当反应级数n=1（即一级反应）时，反应的半衰期经过积分可计算出
可见对于一级反应而言其半衰期是一个常数，与初始浓度无关。
放射性元素的活性衰减过程属于典型的一级反应，这就是人们经常用半衰期的长短来表征其活性高低的重要原因。
附：部分放射性元素的半衰期
钋（Po）215：0.0018秒
锶（Sr）90：30年
钋（Po）216：0.16秒
铯（Cs）137：30年
铋（Bi）212：1小时
镭（Ra）226：1620年
钠（Na）24：15小时
碳（C）14：5730年
碘（I）131：8天
钚（Pu）239：24000年
磷（P）32：2周
氯（Cl）36：400000年
铁（Fe）59：1.5月
铀（U）235：7.1亿年
钋（Po）210：3月
钾（K）40：13亿年
钴（Co）60：5年
铀（U）238：45亿年
氚（H3）：12年
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