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Halbwertszeiten für Reaktionen nullter, erster und zweiter Ordnung: t½ = a₀/(2k), t½ = ln 2/k und t½ = 1/(k·a₀). Nur die erster Ordnung ist unabhängig von der Anfangskonzentration; die nullte verbraucht den Stoff bei t = a₀/k vollständig; die zweite zieht jede folgende Halbwertszeit in die Länge (1/2 → 1/3 → 1/4 von a₀). Mit Zeitleiste des Restbestands nach 1, 2 und 3 Halbwertszeiten. Anker: Kohlenstoff-14 (k = 1.21×10⁻⁴ a⁻¹) gibt t½ = 5728.49 a; mit k = 0.5 M⁻¹·min⁻¹ und a₀ = 0.4 M ist t½ = 5 min; mit k = 0.02 M/min und a₀ = 0.5 M ist t½ = 12.5 min und die Erschöpfung bei 25 min.
Ausführung
Fülle das Formular aus, starte das Tool und prüfe das Ergebnis an einem Ort.
Beispiele
Verwandt
Leitfaden zur Tool-Nutzung
Dieser Rechner bestimmt die Halbwertszeit chemischer Reaktionen für die nullte, erste und zweite Reaktionsordnung basierend auf der Geschwindigkeitskonstante k und der Anfangskonzentration. Zudem liefert das Tool eine Übersicht über den zeitlichen Konzentrationsverlauf sowie den Restbestand nach mehreren Halbwertsintervallen.
Hintergrund
Für eine Altersbestimmung organischer Proben wird die Zerfallsrate von Kohlenstoff-14 benötigt.
Aufgabe
Ermittlung der Halbwertszeit für eine Kinetik 1. Ordnung anhand der bekannten Zerfallskonstante.
Verwendung
Reaktionsordnung 'Erste Ordnung' wählen und die Zerfallskonstante k eintragen.
k = 0.000121Ergebnis
t½ beträgt exakt 5728,49 Jahre mit einer Abnahme auf 1/2, 1/4 und 1/8 nach jeweils 1, 2 und 3 Halbwertszeiten.
Hintergrund
In einem Kinetikpraktikum wird der Abbau eines Monomers bei bekannter Anfangskonzentration untersucht.
Aufgabe
Berechnung der Halbwertszeit und der verbleibenden Substanzmengen für eine Reaktion 2. Ordnung.
Verwendung
Reaktionsordnung 'Zweite Ordnung' wählen, Geschwindigkeitskonstante k und Anfangskonzentration [A]₀ eingeben.
Bei Reaktionen erster Ordnung gilt t½ = ln(2)/k, wodurch die Halbwertszeit mathematisch vollkommen unabhängig von der Ausgangskonzentration ist.
Bei zweiter Ordnung verlängert sich jede nachfolgende Halbwertszeit, da t½ umgekehrt proportional zur verbleibenden Konzentration ist (1/2 → 1/3 → 1/4 von [A]₀).
Die vollständige Erschöpfung des Edukts tritt genau nach der doppelten Halbwertszeit ein, also bei t = [A]₀/k.
Die berechnete Halbwertszeit besitzt dieselbe Zeiteinheit wie der Kehrwert der eingegebenen Geschwindigkeitskonstante k.
Für die nullte Ordnung wird die Formel t½ = [A]₀ / (2k) angewendet.
k = 0.5, a0 = 0.4Ergebnis
Die Halbwertszeit t½ liegt bei 5 Zeiteinheiten; die Restkonzentration beträgt 0,2 nach 1×t½, 0,133 nach 2×t½ und 0,1 nach 3×t½.