负一级反应
外观
在化学中,负一级反应,亦称为负一反应或倒数反应,是指反应级数为-1的化学反应,或反应速率与反应物的浓度的负一次方成正比,换句话说,就是反应速率与反应物的浓度成反比。
负一级反应或其他级数小于0的反应非常罕见。
例子
[编辑]氧和臭氧的转换反应的反应式为:
- 2 O3 → 3 O2
它是一种可逆反应,因此反应示可以记为:
- 2 O3⇌3 O2
因此O3和O2会同时出现,但是这个反应会受产物影响,在高浓度时,会衰变成普通的双原子氧,双原子氧也会参与这个反应(在一大气压条件下的半衰期约半小时)[1],因此,反应式可以改写成:
- 2 O3 + O2 → 4 O2
或
- O3 + 3O2 → 3 O3
此时的速率方程为
在此时,对于参与正反应的O2而言,其反应及数为-1[2]
但整体而言,其反应总级数(-1)+2=1,是一个一级反应。
运算
[编辑]假设反应速率(rate)为R,反应物A的浓度为[A],速率常数为k,其速率方程如下:
由于是负一次方,因此可以记为倒数
现将上式移项,整理如下:
两边同时积分,由0积至t,时间为0的时候,A的浓度写成[A]0,得:
- 得
- 移项后得:
- 整理后得:
得到的式子就是浓度与时间的关系。 由所得式又可推导半生期(半衰期):
可得半生期
负一以下的反应
[编辑]负二级反应
[编辑]在化学中,负二级反应,(亦称为负二次反应),是指反应级数为-2的化学反应,或反应速率与所有反应物的总浓度负二次方成正比,换句话说,就是反应速率与反应物浓度的平方成反比。
由于负二级反应的推导过程与负一级相似,因此不列出。
半生期:
负n级反应
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参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ Earth Science FAQ: Where can I find information about the ozone hole and ozone depletion? (页面存档备份,存于互联网档案馆) Goddard Space Flight Center, National Aeronautics and Space Administration, March 2008.
- ^ Laidler K.J. Chemical Kinetics (3rd ed., Harper & Row 1987), p.305