Czas półtrwania – zadania z kinetyki

1. Czas półtrwania już znamy!

O czasie półtrwania mówiliśmy już przy okazji promieniotwórczości, możesz o tym przeczytać tutaj. Aby jednak wnieść jakąś inną wartość, to wpleciemy kilka nowych informacji.

2. Czas półtrwania niejedno ma imię

Możesz spotkać się z kilkoma zamiennikami słownymi, jeżeli chodzi o to pojęcie. Przykładowo :

➤ czas półtrwania

➤ okres półtrwania

➤ czas połowicznego rozpadu

➤ czas połowicznego przereagowania

3. Jeszcze jeden wykres, ale nieco ulepszony

Ten wykres jest na pewno bardzo charakterystyczny, na tyle że musicie go znać. Jego konstrukcja nie jest trudna – bierzesz dowolną wartość i dzielisz ją ciągle na dwa. Ja wziąłem sobie stężenie molowe równe 0,8 mol • dmー3 jako stężenie początkowe. Skąd wiem, że jest to stężenie początkowe? Bo odpowiada temu czas równym zero minut – reakcja dopiero będzie się rozpoczynać!

Przyjąłem sobie czas połowicznego rozpadu równy 5 min (t½ = 5 min) – będzie to coś, co zostanie podane w treści zadania, albo także coś, co trzeba będzie wyczytać z wykresu. Jak to wtedy zrobić? Szukamy takiego okresu czasu, w którym połowa naszego związku ulegnie rozpadowi (reakcji). I nie ważne czy masz podane stężenie, ciśnienie, masę czy liczbę moli, ta liczba ma się po prostu zmniejszyć dwukrotnie[1].

Okres półtrwania na wykresie – musisz go znać na maturę! Zwróć także uwagę na liczbę kulek (cząsteczek), które znajdują się w naczyniu. Po każdym okresie półtrwania ich liczba maleje o połowę, co oczywiście stanowi definicję okresu półtrwania.

4. Ćwiczymy czas półtrwania na zadaniach maturalnych

Tytuł tego podpunktu brzmi zachęcająco, ale muszę przyznać, że zadań tego typu jest bardzo mało, bo naprawdę ciężko ułożyć z tego zadania, które nie byłyby na poziomie podstawówki.

2017 maj, poziom rozszerzony (stara matura)

Z wykresu bez problemu odczytujemy, że czas półtrwania wynosi 0,16 s (wtedy początkowa masa izotopu zmniejszyła się o połowę). Dalej mamy obliczyć po jakim czasie 75 mg tego polonu ulegnie rozpadowi, czyli inaczej po jakim czasie zostanie nam 25 mg izotopu (100 − 75 = 25).

100 ⟶ 50 ⟶ 25

Jak widzimy, musiały minąć dwa okresy półtrwania, czyli 2 • 0,16 = 0,32 s. Jeśli ktoś woli zapis bardziej matematyczny, to można ułożyć równanie :

100 : 2x = 25 ⇒ x = 2 (minęły dwa okresy półtrwania)


[1] Nie chodzi też o to, aby patrzeć bezkrytycznie na dane jakie są w zadaniu i po prostu dzielić na pół. Po prostu te wartości, które zostały wymienione są jednostkami ilości. Jeśli stężenie zmniejszy się dwukrotnie, to tak samo dwukrotnie zmniejszy się masa, liczba moli oraz ciśnienie. Są to bowiem zależności wprost proporcjonalne.

Leave a Reply

%d bloggers like this: