一级反应的半衰期(t1/2)可以通过下面的公式计算:
t1/2 = 0.693/k
其中,k是反应速率常数,可通过实验测定得出。
假设反应物A的浓度随时间t的变化服从一级反应的规律,即:
[A]t = [A]0 × exp(-kt)
其中,[A]t是时间t后反应物A的浓度,[A]0是初始浓度。
我们可以用指数函数的形式来计算反应物A的浓度随时间变化的速度。例如,当t等于半衰期t1/2时,[A]t将变为[A]0的一半,即:
[A]t = 0.5 × [A]0
将上述式子代入指数函数中得到:
0.5 × [A]0 = [A]0 × exp(-kt1/2)
整理后可得:
t1/2 = ln2/k
因此,一级反应的半衰期t1/2等于ln2/k,其中k是反应速率常数,可以通过实验测定得出,ln2是以自然对数e为底数的2的对数。