50年代初期Higuchi等用化學動力學的原理評價藥物的穩定性。化學動力學在物理化學中已作了詳細論述，此處只將與藥物製劑穩定性有關的某些內容簡要的加以介紹。
研究藥物的降解速度 與濃度的關係用式12-1表示。
(12-1)
式中，k-反應速度常數；C-反應物的濃度；n反應級數，n=0為零級反應；n=1為一級反應；n=2為二級反應，以此類推。反應級數是用來闡明反應物濃度對反應速度影響的大小。在藥物製劑的各類降解反應中，儘管有些藥物的降解反應機制十分複雜，但多數藥物及其製劑可按零級、一級、偽一級反應處理。
(一)零級反應
零級反應速度與反應物濃度無關，而受其他因素的影響，如反應物的溶解度，或某些光化反應中光的照度等。零級反應的速率方程為：
(12-2)
積分得：
C=C0 - k0 t (12-3)
式中，C0-t=0時反應物濃度，mol/L；C-t時反應物的濃度，mol/L；k0-零級速率常數，moll-1S-1。C與t呈線性關係，直線的斜率為-k0，截距為C0。
(二)一級反應
一級反應速率與反應物濃度的一次方成正比，其速率方程為：
(12-4)
積分後得濃度與時間關係：
(12-5)
式中，k-一級速率常數，S-1，min-1或h-1，d-1等。以lgC與t作圖呈直線，直線的斜率為-k/2.303，截距為lgC0。
通常將反應物消耗一半所需的時間為半衰期(half life)，記作t1/2，恆溫時，一級反應的t1/2與反應物濃度無關。
(12-6)
對於藥物降解，常用降解10%所需的時間，稱十分之一衰期，記作t0.9，恆溫時，t0.9也與反應物濃度無關。
(12-7)
反應速率與兩種反應物濃度的乘積成正比的反應，稱為二級反應。若其中一種反應物的濃度大大超過另一種反應物，或保持其中一種反應物濃度恆定不變的情況下，則此反應表現出一級反應的特徵，故稱為偽一級反應。例如酯的水解，在酸或鹼的催化下，可按偽一級反應處理。
二、溫度對反應速率的影響與藥物穩定性預測
(一)阿侖尼烏斯(Arrhenius)方程
大多數反應溫度對反應速率的影響比濃度更為顯著，溫度升高時，絕大多數化學反應速率增大。Arrhenius根據大量的實驗數據，提出了著名的Arrhenius經驗公式，即速率常數與溫度之間的關係式(12-8)。
k=Ae-E/RT (12-8)
式中，A-頻率因子；E-為活化能；R-為氣體常數。上式取對數形式為：
(12-9)
或 (12-10)
一般說來，溫度升高，導致反應的活化分子分數明顯增加，從而反應的速率加快。對不同的反應，溫度升高，活化能越大的反應，其反應速率增加得越多。
(二)藥物穩定性的預測
在藥劑學中阿侖尼烏斯方程可用於製劑有效期的預測。根據Arrhenius方程以1gk對1/T作圖得一直線，此圖稱Arrhenius圖，直線斜率為-E/(2.303R)，由此可計算出活化能E，若將直線外推至室溫，就可求出室溫時的速度常數(k25)。由k25可求出分解10%所需的時間(即t0.9)或室溫貯藏若干時間以後殘餘的藥物的濃度。
實驗時，首先設計實驗溫度與取樣時間，然後將樣品放入各種不同溫度的恆溫水浴中，定時取樣測定其濃度(或含量)，求出各溫度下不同時間藥物的濃度變化。以藥物濃度或濃度的其他函式對時間作圖，以判斷反應級數。若以1gC對t作圖得一直線，則為一級反應。再由直線斜率求出各溫度下的速度常數，然後按前述方法求出活化能和t0.9。要想得到預期的結果，除了精心設計實驗外，很重要的問題是對實驗數據進行正確的處理。化學動力學參數(如反應級數、k、E、t1/2)的計算，有圖解法和統計學方法，後一種方法比較準確、合理，故近年來在穩定性的研究中廣泛套用。
