Em termos de cinética química, o tempo de meia vida representa:

MEIA-VIDA (t1/2) 

Tempo necessário para que ocorra 50% da reação. 
 
Em geral, a meia-vida depende das concentrações iniciais e da constante de velocidade. Havendo mais de um reagente, um valor preciso da meia-vida não pode ser dado, a menos que se estipule o reagente considerado. 

Pesquise o conteúdo nos livros: 

Fogler, H. Scott, 1939 – Elementos de engenharia das reações químicas/ H. Scott Fogler; tradução Verônica Calado, Evaristo C. Biscaia Jr.: revisão técnica Frederico W. Tavares. – 4.ed. – Rio de Janeiro: LTC, 2009.

Levenspiel, Octave. Engenharia das reações químicas / Octave Levenspiel; tradução Verônica M. A. Calado; revisão técnica Frederico W. Tavares - São Paulo: Blucher. 2000.

Atkins, Peter W. Físico-química - Atkins: Volume 2. Editora: LTC - 9ª edição / 2012.

Resumo - Ficha de Estudos

Autora: Gallindo, Andrezza de Araújo Silva.

Química Industrial Graduada pela UEPB e Técnica em Química Industrial pelo IFPE

Tema: Cinética Química

Tópico: Velocidade das Reações e Tempo de Meia Vida

1. A cinética química das reações

A cinética química é o estudo das velocidades de reações químicas e dos mecanismos de reação. O estudo da engenharia das reações químicas (ERQ) combina o estudo da cinética química com os reatores nos quais as reações ocorrem. Cinética química e projeto de reatores estão no coração da produção de quase todos os produtos químicos industriais, tais como a fabricação de anidrido ftálico mostrada na figura 1-1 (Fogler H.S., 2009).

2. Tipos de Reatores Simples (

Os reatores ideais têm três modos de contato ou de escoamento ideal e freqüentemente tentamos fazer com que os reatores reais se aproximem o máximo possível dos reatores ideais. Particularmente, gostamos desses três modos de reação ou escoamento, porque eles são fáceis de tratar (é simples encontrar as suas equações de desempenho) e porque um deles é freqüentemente o melhor modo possível (dará o máximo daquilo que queiramos). Mais adiante, consideraremos reatores com reciclo, reatores com estágios e outras combinações de modos do escoamento, assim como reatores reais que são desvios dos ideais.

A Equação de Taxa

Suponha uma reação em uma única fase  A maneira mais útil para medir a taxa de reação em relação ao reagente A é dada por; 

As taxas de reação de todos os materiais estão relacionadas por;

A experiência mostra que a taxa de reação é influenciada pela composição e pela energia do material. Por energia, nós entendemos a temperatura (energia cinética das moléculas), a intensidade de luz no interior do sistema (isto pode afetar a energia de ligação entre os átomos), a intensidade do campo magnético, etc. Geralmente, necessitamos considerar apenas a temperatura; assim, vamos concentrar nossa atenção neste fator. Logo, podemos escrever;

Aqui estão umas poucas palavras a respeito dos termos da taxa de reação que são dependentes da concentração e da temperatura.

2.1 TERMO DEPENDENTE DA CONCENTRAÇÃO EM UMA EQUAÇÃO DE TAXA

Antes de encontrar a forma do termo dependente da concentração na expressão de taxa, nós devemos distinguir os diferentes tipos de reações. Esta distinção se baseia na forma e no número de equações cinéticas usadas para descrever o progresso de uma reação. Uma vez que estamos interessados no tenno dependente da concentração em uma equação de taxa, mantemos a temperatura do sistema constante.

Reações Simples e Múltiplas

Quando materiais reagem para formar produtos, é geralmente fácil decidir, após uma análise da estequiometria, preferencialmente em mais de uma temperatura, se devemos considerar a ocorrência de apenas uma reação ou de muitas. Quando uma única equação estequiométrica e uma única equação de taxa são escolhidas para representar o progresso da reação, nós temos uma reação simples. Quando mais de uma reação estequiométrica é escolhida para representar as mudanças observadas, então mais de uma expressão cinética é necessária para seguir a mudança na composição de todos os componentes da reação, tendo-.se desta forma as reações múltiplas.

As reações múltiplas podem ser classificadas em:

reações em série

3. ORDEM DE REAÇÃO Seja a lei de velocidade na forma (Atkins, Vol.2, Físico-Química):

Define-se ordem de reação como sendo a soma dos expoentes dos termos de concentração que aparecem na equação cinética de uma reação química.

• Pode assumir valores como 1, 2, 3, fracionários, negativos ou zero. • É uma grandeza experimental, que pode ser medida sem conhecimento prévio do mecanismo da reação.  • É determinada procurando-se a lei de velocidade que melhor se ajusta aos dados experimentais.  • Quando a lei de velocidade não tem uma forma simples a reação não tem uma ordem global e pode até não ter ordem definida em relação a cada participante.

3.1 TEMPO DE MEIA-VIDA PARA UMA REAÇÃO DE 1ª ORDEM

As reações de 1ª ordem apresentam uma propriedade importante, a meia-vida não depende da concentração inicial. Quando t = t1/2 , x = a/2, substituindo estes valores na equação (45) temos:

Em outras palavras, se uma reação obedecer a equação de 1ª ordem, o tempo necessário para ocorrer 50% da reação não mudará se as concentrações iniciais forem alteradas.

3.2 TEMPO DE MEIA-VIDA PARA UMA REAÇÃO DE 2ª ORDEM DO TIPO 1

Quando , substituindo estes valores na equação (50) temos:

Em outras palavras, se uma reação obedecer a equação de 2ª ordem, o tempo necessário para ocorrer 50% da reação será inversamente proporcional a concentração inicial.

3.3 TEMPO DE MEIA-VIDA PARA UMA REAÇÃO DE  ORDEM DE ORDEM N

Quando , substituindo estes valores na equação (84) temos:

Em outras palavras, se uma reação obedecer a equação de 2ª ordem, o tempo necessário para ocorrer 50% da reação será inversamente proporcional a concentração inicial.

4. Referências Bibliográficas

Fogler, H. Scott, 1939 – Elementos de engenharia das reações químicas/ H. Scott Fogler; tradução Verônica Calado, Evaristo C. Biscaia Jr.: revisão técnica Frederico W. Tavares. – 4.ed. – Rio de Janeiro: LTC, 2009.

Levenspiel, Octave. Engenharia das reações químicas / Octave Levenspiel; tradução Verônica M. A. Calado; revisão técnica Frederico W. Tavares - São Paulo: Blucher. 2000.

Atkins, Peter W. Físico-química - Atkins: Volume 2. Editora: LTC - 9ª edição / 2012.

O tempo de meia vida é o tempo necessário para que um isótopo radioativo de um certo elemento tenha sua emissão radioativa diminuída pela metade.

Isso ocorre devido à emissão de raios alpha, beta e gama. Cada isótopo possui uma meia vida diferente que vai desde segundos até décadas.

Portanto, o tempo de meia vida é o tempo necessário para que a radiação emitida por um isótopo radioativo caia pela metade.

O tempo de meia vida é o tempo necessário para que um isótopo radioativo de um certo elemento tenha sua emissão radioativa diminuída pela metade.

Isso ocorre devido à emissão de raios alpha, beta e gama. Cada isótopo possui uma meia vida diferente que vai desde segundos até décadas.

Portanto, o tempo de meia vida é o tempo necessário para que a radiação emitida por um isótopo radioativo caia pela metade.