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半減期の一次反応について

connykellyの回答

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回答No.4

一次反応は微分方程式で書くとdA/dt=-kAとかかれますね。t=0の時の[A]の初期値をA0とすると上の微分方程式を解いてA=A0exp[-kt]となります。両辺の自然対数をとると ln(A/A0)=-kt、t=-(1/k)ln(A/A0)=(1/k)ln(A0/A) 半減期はA/A0=(1/2)の時ですからその時の時間をt’とするとt'=(1/k)ln2≒0.693/k、これから k=0.693/t'が得られます。これを元の式の入れるとA/A0=exp[-0.693(t/t')]となります。今99.9%反応が進んだとすると未反応物は0.1%残っていますからA/A0=0.001ですね。その時間をTとすると0.001=exp[-0.693(T/t')]で、これからT/t'を求めれば良いわけで、ln0.001=-0.693(T/t')⇒T/t'=(1/0.693)ln(1/0.001)=9.967≒10と半減時間の10倍になります。

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