化学动力学简单级数反应.ppt

第四节 简单级数反应 药学院物理化学教研室 返回 药学院物理化学教研室 制作：陈纪岳 一．一级反应（First-order） 例举 放射性衰变，热分解，分子重排（变旋，变构） 体内过程：吸收，分布，代谢，排除 溶液中药物水解（假一级） 速率方程 积分形式 c：反应物浓度 特点 1．线性关系式 ln c = ln c0 – kt ln c ~ t 线性回归，斜率 = – k ?k: 时间–1 2．k的单位 或 一．一级反应（First-order） 特点 3．半衰期 ( half–life ) 与初浓度无关 ? 任何指定的衰变期，都与初浓度无关 ? 速率常数k，与浓度单位选择无关，也可取与浓度相关的其它物理量 如 吸收度 电导率，旋光度，体积等 气相反应 一．一级反应（First-order） 例 1 药物浓度500单位/mL，40天后下降为300单位/mL。反应为一级，求分解10%的时间。 解： k = 0.0128 d–1 t = 8.2 d 一．一级反应（First-order） 例2 药物代谢为一级反应。注射四环素0.5 g后，测得血药浓度如下： (1) 求 t1/2 (2) 若保持有效血药浓度0.37mg/100mL，需几小时后打第二针？ 解： (1) ln c ~ t 线性回归方程： ln c = – 0.094 t – 0.37 =7.4 h (2) ln 0.37 = – 0.094 t – 0.37 t= 6.67 h k = 0.094 h –1 ( r = – 0.994，n = 4 ) 0.15 0.24 0.31 0.48 c /(mg/100mL) 16 12 8 4 t / h 一．一级反应（First-order） 例3 求 的 k 和t1/2，已知 c ? V?–V = k?2400 k = 3.27?10 –4 s –1 =2119 s 解 V0 O2 Vt O2 V? c c0 45.50 ￥ 29.65 10.25 VO2/mL 2400 0 t/s 15.85 35.25 V￥ -V/mL 一．一级反应（First-order） 例4 密闭容器中一级气相反应 A(g) = B (g) + C (g)，开始时只有A，求 k，已知 解：将总压换算为反应物分压 A ?? B + C p总= 2 p0 – p ?p = 2 p0 – p总 = k?1000 k = 6.80?10 –5 s –1 p0 p p0 – p p0 – p 22.7 21.3 p总/kPa 1000 0 t/s 19.9 21.3 pA/kPa 二．二级反应（Second – order ） 例举 两种情况 单一物质反应 nA ?? 产物 两种物质反应 nA + mD ?? 产物 速率方程 当 c0 , A = c0 , D 时，任意时刻，c A = cD ，速率方程同 (1) (1) (2) 积分形式 (1) 式积分 c：反应物浓度 加成，取代，消除反应 常见 2A?P A+D?P 二．二级反应（Second – order ） (2) 式积分 A + D ?? P t = 0 a d t = t a – x d – x x 待定系数法拆项： 二．二级反应（Second – order ） 特点 1．线性关系式 式（1） 线性回归，斜率 = k 式（2）有三种， 1 2 3 二．二级反应（Second – order ） 特点 1．线性关系式 式（1） 式（2）有三种， 2．k的单位 ?k: 浓度–1 ? 时间–1 处理最简单的为 二．二级反应（Second – order ） 特点 1．线性关系式 式（1） 2．k的单位 ?k: 浓度–1 ? 时间–1 3．半衰期 式（1） 式（2）A，D有不同的半衰期 二．二级反应（Second – order ） 气相反应用压力表示时 二．二级反应（Second – order ） 例1 乙酸乙酯皂化反应为二级反应： CH3COOC2H5 (A) + NaOH (D) ?? CH3COONa + C2H5OH 已知c0, A= c0, D= 0.02 mol/L，t = 25 min时，cD =5.29?10–3 mol/L。 求 （1）转化90％的时间， （2）若c0, A= c0, D= 0.01 mol/L，转化90％的时间及t1/2 。 解 (1) k = 5.56 (mol/L)–1? min–1 t = 80.93 min 二．二级反应（Second – order ） 例1 乙酸乙酯皂化反应为二级反应： CH3COOC2H5 (A) + NaOH (D) ?? CH3COONa + C2