Förstorderreaktioner

Förstorderreaktioner är kemiska reaktioner där hastigheten är proportionell mot koncentrationen av endast en reaktant. Den generella hastighetslagen skrivs som v = k[A], där k är förstorderkonstanten och har enheten s^-1. Lösningen till differentialekvationen d[A]/dt = -k[A] ger koncentrationen som funktion av tid: [A](t) = [A]0 e^{-kt}. Efter en tid t minskar koncentrationen exponentielt.

Halveringstiden t1/2 för en förstorderreaktion är t1/2 = ln(2)/k och är oberoende av startkoncentrationen [A]0. Om man plottar naturliga logaritmen av koncentrationen mot tid får man en rak linje med lutningen -k.

Temperatur påverkar hastighetskonstanten enligt Arrhenius-lagen: k = A e^{-Ea/RT}, där Ea är aktiveringsenergin, R är gaskonstanten och T är temperaturen i Kelvin. Höga temperaturer ger större k och snabbare reaktion.

Vanliga exempel är radioaktiva sönderfall och unimolekylära nedbrytningar där ett enskilt ämne bryts ned eller omvandlas i ett steg. Även vissa kemiska omvandlingar i gasfas kan i första ordningen följa denna typ av beteende.

I praktiken är ordningen endast 1 när hastighetslagens exponenter i experimentet är ett för varje reaktant; i komplexa mekanismer kan den empiriska ordningen avvika eller vara konstant under vissa förhållanden.

---