化學動力學(反應速率)

半衰期(half-life)

想象你一開始有滿滿一罐正在被消耗的東西。半衰期就是其中恰好一半消失所需的時間。接著在下一個半衰期裡,剩下的再消失一半,如此循環——如果你聽過放射性物質每隔若干年「衰減一半」,就會覺得這種節奏很熟悉。

在動力學中,反應的半衰期是某反應物濃度降到當前值一半所需要的時間。它的表現強烈地依賴於反應級數:對一級反應,無論你從多少開始,半衰期都一樣,這正是它的標誌;對二級反應,反應物越少,半衰期越長;對零級反應,半衰期則越來越短。所以測量半衰期如何變化,本身就是判斷級數的一種辦法。

半衰期之所以重要,是因為它提供了一種直觀、與濃度無關的方式來談論時間尺度——藥物有效多久、放射性樣品危險多久、儲存的化學品能放多久。需要注意的是:半衰期恆定是一級反應特有的;對其他級數,你必須說明半衰期是在哪個起始濃度下測得的,否則這個數就含糊不清。

碳-14 的半衰期約為 5730 年。從 100 克開始,一個半衰期後大約剩 50 克,兩個後約 25 克,三個後約 12.5 克——同樣長的年數每次都把量減半,這正是一級過程的標誌。

減半的時間恆定,是一級動力學的指紋。

只有對一級反應(以及放射性衰變),半衰期才與起始量無關。把這一點套用到每個反應上是常見的錯誤。

又稱
half life半衰期 t½半衰期 t½