reazioni di primo ordine

dove il segno negativo implica che la concentrazione iniziale diminuisce con il tempo.
E' bene sottolineare che l'ordine di reazione non deve suggerire una qualche relazione diretta tra esponenti e specie reagenti. Infatti, l'eq. 2 può riferirsi a due diverse reazioni:

(i)   A P         (ii)   A + B P

Nel primo caso, A si trasforma in P e la reazione dipende evidentemente dalla sola concentrazione di A;
nel secondo caso, si consideri il seguente meccanismo:

Se supponiamo che la reazione A + B P comporti una preventiva e lenta attivazione di A in A* (in modo da conferire ad A l'energia necessaria per reagire con B), allora questo è il passaggio (monomolecolare) che controlla la velocità dell'intero processo e la sua equazione cinetica è v = k [A].
Dopo che è avvenuta l'attivazione di A, in A*, la successiva reazione di A* con B per dare il prodotto P, procede velocemente.

Possiamo convincerci che lo stadio lento condizioni e determini la velocità di reazione, pensando ad una catena di montaggio: gli addetti che via via eseguono le varie manipolazioni, sono condizionati dalla velocità con cui ricevono i manufatti dagli operai più lenti.


L'eq. 2, in forma integrata, diventa:

dove c₁ e c₂ sono le concentrazioni riferite ai tempi t₁ = 0 e t₂ = t

se poniamo c₂ = c₁/2, possiamo calcolare il tempo, t½ necessario perché la concentrazione iniziale si riduca alla metà:

questo significa che, in una reazione di primo ordine, qualunque sia la concentrazione iniziale, il tempo necessario perché questa si dimezzi è costante.

Per esempio, se un certo componente dimezza la sua concentrazione dopo 2 h, la sua concentrazione sarà ulteriormente dimezzata (ossia ridotta a 1/4) dopo altre due ore (ovverosia dopo 4 h dall'inizio)

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Marcello Guidotti, copyright 2003, 2007
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