Онлайн-инструментОнлайнБесплатно

Калькулятор времени достижения концентрации

Узнайте время изменения концентрации вещества для реакций нулевого, первого и второго порядка. Введите начальные и конечные значения, константу скорости.

Обновлено: 12 мая 2026 г.

Научный подход

На проверенных формулах

Точно и быстро

Результат за секунды

Конфиденциально

Данные не покидают браузер

ФормулыБыстроПриватно

Калькулятор времени достижения концентрации

Расчёт времени, необходимого для изменения концентрации вещества в химической реакции заданного порядка при известной константе скорости.

Порядок реакции

Начальная концентрация C₀ моль/л

Конечная концентрация C моль/л

Константа скорости k с⁻¹

—

Время достижения концентрации

секунд

—

Период полураспада (t₁/₂)

секунд

—

Изменение концентрации ΔC

моль/л

Использованная формула:

Как пользоваться калькулятором

Выберите порядок реакции из выпадающего списка: нулевой, первый или второй. От порядка реакции зависит вид кинетического уравнения и единицы измерения константы скорости.

Введите начальную концентрацию C₀ (моль/л) — концентрацию реагента в момент времени t = 0. Затем введите конечную концентрацию C, которую необходимо достичь. Значение C должно быть строго меньше C₀ для реакций расхода реагента.

Укажите константу скорости k. Обратите внимание на единицы измерения: для нулевого порядка — моль/(л·с), для первого — с⁻¹, для второго — л/(моль·с). Единицы автоматически обновляются при смене порядка реакции.

Нажмите кнопку «Рассчитать». Результат отобразится в правой панели: время достижения заданной концентрации, период полураспада t₁/₂ и абсолютное изменение концентрации ΔC. Под результатом будет показана использованная формула.

Примеры использования

Разложение пероксида водорода (первый порядок)

H₂O₂ разлагается по реакции первого порядка с константой скорости k = 0,0012 с⁻¹. Начальная концентрация — 0,80 моль/л. Требуется узнать, через какое время концентрация снизится до 0,20 моль/л. Результат: t = (1/0,0012) · ln(0,80/0,20) ≈ 1155 секунд (≈ 19,3 минуты). Период полураспада: t₁/₂ = ln(2)/0,0012 ≈ 578 секунд.

Реакция второго порядка: димеризация бутадиена

Димеризация 1,3-бутадиена — реакция второго порядка. При 600 K константа скорости k = 0,065 л/(моль·с). Начальная концентрация мономера — 0,040 моль/л. Рассчитаем время снижения концентрации до 0,010 моль/л. Результат: t = (1/0,065) · (1/0,010 − 1/0,040) = 15,38 · (100 − 25) = 1154 секунды (≈ 19,2 минуты).

Реакция нулевого порядка: каталитическое разложение

Некоторые гетерогенно-каталитические реакции идут по нулевому порядку. Пусть k = 0,008 моль/(л·с), C₀ = 0,50 моль/л, целевая концентрация C = 0,10 моль/л. Результат: t = (0,50 − 0,10) / 0,008 = 50 секунд. Период полураспада: t₁/₂ = C₀/(2k) = 0,50/0,016 = 31,25 с.

Важные нюансы

Калькулятор предполагает, что реакция протекает при постоянной температуре. Константа скорости k зависит от температуры согласно уравнению Аррениуса, поэтому при изменении температуры необходимо пересчитывать k.
Расчёт ведётся для необратимых реакций в закрытой системе. Если реакция обратима, равновесная концентрация может быть выше заданной целевой, и время достижения будет бесконечным.
Для реакций первого и второго порядка конечная концентрация C не может равняться нулю — время достижения нулевой концентрации математически бесконечно. Вводите малые, но положительные значения (например, 0,001 моль/л).
При расчёте периода полураспада t₁/₂ для второго порядка используется формула t₁/₂ = 1/(k·C₀). Период полураспада зависит от начальной концентрации — это ключевое отличие второго порядка от первого.
Все расчёты выполняются в предположении, что объём системы постоянен. Для газофазных реакций с изменением числа молей при постоянном давлении требуется корректировка.
Проверяйте соответствие единиц измерения. Если ваши экспериментальные данные в других единицах (например, ммоль/л или моль/дм³), приведите их к моль/л перед вводом.

Формулы расчёта

Время достижения концентрации C из начальной C₀ для реакции n-го порядка (n = 0, 1, 2) рассчитывается по интегральным кинетическим уравнениям:

Нулевой порядок (n = 0): t = (C₀ − C) / k где k в моль/(л·с). Концентрация линейно убывает со временем.

Первый порядок (n = 1): t = (1/k) · ln(C₀ / C) где k в с⁻¹. Используется натуральный логарифм отношения концентраций.

Второй порядок (n = 2): t = (1/k) · (1/C − 1/C₀) где k в л/(моль·с). Для единственного реагента или двух реагентов с равными начальными концентрациями.

Период полураспада t₁/₂ (время уменьшения C₀ вдвое): n = 0: t₁/₂ = C₀ / (2k) n = 1: t₁/₂ = ln(2) / k ≈ 0,693 / k n = 2: t₁/₂ = 1 / (k · C₀)

Общий вид интегрального кинетического уравнения для порядка n ≠ 1: t = (1/k) · [1/(n−1)] · (1/Cⁿ⁻¹ − 1/C₀ⁿ⁻¹). Данный калькулятор реализует точные решения для n = 0, 1, 2.

Источники данных

Расчёты основаны на фундаментальных уравнениях формальной химической кинетики. Константы и формулы взяты из следующих авторитетных источников:

IUPAC Gold Book — Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Онлайн-версия: doi:10.1351/goldbook. Определения порядка реакции, константы скорости, периода полураспада.
NIST Chemical Kinetics Database — National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Database 17. Содержит экспериментально измеренные константы скорости для тысяч газофазных реакций.
CRC Handbook of Chemistry and Physics — 104th Edition (2023–2024), CRC Press. Раздел «Chemical Kinetics»: таблицы констант скоростей, энергии активации, методы обработки кинетических данных.
Физическая химия: учебное пособие — под ред. К. С. Краснова, Н. К. Воробьёва и др. (в 2 кн., 3-е изд.). Книга 2, глава «Химическая кинетика»: вывод интегральных уравнений для реакций 0-го, 1-го и 2-го порядков.

Конкретные числовые примеры в разделе «Примеры использования» взяты из типовых учебных задач по химической кинетике вузовского курса физической химии. Все значения носят иллюстративный характер.

⚠️ Техника безопасности

Данный калькулятор предназначен для образовательных и расчётных целей. При планировании реального лабораторного эксперимента всегда проверяйте кинетические параметры для конкретных условий (температура, давление, растворитель, наличие катализатора). Не экстраполируйте результаты за пределы экспериментально подтверждённого диапазона концентраций. При работе с опасными реагентами соблюдайте стандартные протоколы безопасности: использование вытяжного шкафа, средств индивидуальной защиты, знание путей утилизации продуктов реакции.

Калькулятор времени достижения концентрации — это онлайн-инструмент для быстрого расчёта кинетических параметров химических реакций нулевого, первого и второго порядка. С его помощью вы можете определить, через какое время концентрация реагента уменьшится от начального значения C₀ до заданного конечного C при известной константе скорости k. Инструмент автоматически вычисляет период полураспада t₁/₂ и показывает использованную интегральную кинетическую формулу. Калькулятор полезен студентам, изучающим физическую химию и химическую кинетику, преподавателям для проверки задач, а также исследователям для предварительной оценки времени протекания реакции. Все расчёты основаны на стандартных кинетических уравнениях, рекомендованных IUPAC и подтверждённых авторитетными справочными изданиями.

Спросить у ИИ

Задайте вопрос по этой странице

Осталось вопросов: 5. Только по этой странице.

Оцените страницу

Нужен другой инструмент?

Все инструменты в категории