Temps caractéristique d'une réaction
Définition : Temps de demi-réaction
Le temps de demi-réaction
est la durée nécessaire pour que l'avancement de la transformation chimique atteigne la moitié de la valeur finale observée à la fin de la réaction
à
Si la transformation chimique :
est totale, à
conduit à un équilibre, à
Méthode :
A partir de la courbe de l'avancement x en fonction du temps :
on mesure l'avancement final de la réaction :
mmol,on positionne sur la courbe le point M d'ordonné
mmol,l'abscisse du point M est le temps de demi-réaction
s
Définition : Durée d'une réaction
La durée d'une réaction correspond au temps nécessaire pour qu'il n'y ait plus d'évolution significative de l'avancement. Cette durée
est de l'ordre de quelques
. Déterminer la valeur de
permet donc d'avoir un ordre d'idée de la durée de la réaction.
Ce type d'approche est utilisé pour exprimer la durée de vie des radionucléides, estimée grâce à leur demi-vie (qui correspond au temps de demi-réaction de désintégration). Ainsi en médecine on peut être amené à injecter à un patient l'isotope radioactif
qui a une durée de demi-vie de 6h00. Au bout de 48 h (
) on considère qu'il n'est plus actif.
Exemple :
Sur la courbe suivante on peut calculer que
s et on peut estimer que
s (
tend vers
mmol).
On a donc
Attention :
Comme dans le cas de la détermination d'une vitesse de réaction il est possible d'utiliser les courbes d'évolution de la concentration ou de la quantité de matière des réactifs (ou des produits) en fonction du temps pour déterminer t_{1/2} mais cela nécessite de prendre des précautions. On se limitera au cas d'une transformation totale.
Ainsi dans ce cas on a :
à
ou
si le réactif n'est pas limitant ces 2 formules ne sont pas valables.
On aura également :
à
ou
ceci est valable pour tous les produits à condition qu'ils ne soient pas présents au début de la réaction.
