›
›

Bài giảng Hóa đại cương - Chương 8: Tốc độ và cơ chế phản ứng - Huỳnh Kỳ Phương Hạ

Download
Chöông 8  
TOÁC ÑOÄ VAØ CÔ CHEÁ  
PHAÛN ÖÙNG  
ÑOÄNG HOÙA HOÏC  
• Ñoäng hoùa hoïc nghieân cöùu toác ñoä, cô cheá, caùc  
yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình hoùa hoïc.  
• Heä soá tæ löôïng cuûa caùc phaûn öùng hoùa hoïc:  
Heä soá trong phaûn öùng hoùa hoïc moâ taû töông  
taùc (toái giaûn) cuûa caùc phaân töû trong phaûn  
öùng.  
• Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán toác ñoä phaûn öùng  
hoùa hoïc: Noàng ñoä taùc chaát, nhieät ñoä, xuùc taùc,  
dieän tích beà maët (phaûn öùng dò theå).  
• Phaûn öùng hoùa hoïc chia ra laøm phaûn öùng ñôn  
giaûn vaø phaûn öùng phöùc taïp.  
– Phaûn öùng ñôn giaûn: Chæ xaûy ra 1 giai ñoaïn.  
– Ví duï:  
N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k)  
– Phaûn öùng phöùc taïp: Xaûy ra qua nhieàu giai ñoaïn  
(coù theå noái tieáp hoaëc song song, hoaëc ñoàng thôøi).  
– Ví duï:  
N O  
N O  
O
3
N O  
N O  
4 NO  
2
2
5
2
2 N O  
4 NO  
O
2
5
2
2
TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG  
• Toác ñoä phaûn öùng (reaction rate) ñöôïc ñònh nghóa laø söï  
thay ñoåi noàng ñoä cuûa taùc chaát hay saûn phaåm xaûy ra  
trong moät ñôn vò thôøi gian.  
• Toác ñoä phaûn öùng töùc thôøi  
Ví duï cho phaûn öùng:  
mA ---> saûn phaåm.  
Toác ñoä töùc thôøi = - (dCA/dt) = k[A]m  
(Instantaneous rate)  
Toác ñoä phaûn öùng trung bình  
• Söï thay ñoåi noàng ñoä chaát trong moät khoaûng thôøi  
gian xaùc ñònh.  
change in number of moles of B  
Average rate  
change in time  
moles of B  
t
• Lieân heä giöõa toác ñoä töùc thôøi vaø trung bình  
• TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG TOÅNG QUAÙT  
• Ví duï cho phaûn öùng toång quaùt:  
• aA + bB cC + dD  
• Toác ñoä phaûn öùng toång quaùt laø:  
• v = k.C.C
A
B
• Trong ñoù k laø heä soá toác ñoä phaûn öùng.  
• Ta noùi phaûn öùng baäc a theo chaát A vaø baäc b theo chaát  
B.  
• Baäc toång quaùt cuûa phaûn öùng laø a+b+…(neáu nhieàu hôn 2  
taùc chaát).  
• Baäc phaûn öùng coù theå baèng 0. Baäc phaûn öùng baèng 0  
neáu thay ñoåi noàng ñoä cuûa taùc chaát vaãn khoâng aûnh  
höôûng ñeán saûn phaåm.  
• Phaûn öùng baäc 1 neáu taêng gaáp ñoâi noàng ñoä seõ daãn  
ñeán taêng gaáp ñoâi toác ñoä phaûn öùng.  
• Phaûn öùng baäc n neáu taêng gaáp ñoâi noàng ñoä toác ñoä  
phaûn öùng seõ taêng 2n laàn.  
• Chuù yù laø baäc phaûn öùng phaûi xaùc ñònh baèng thöïc  
nghieäm, khoâng ñôn giaûn laø döïa treân cô cheá phaûn  
öùng.  
Toác ñoä theo töøng caáu töû  
aA + bB pP + qQ  
Theo taùc chaát coù daáu -, theo saûn phaåm coù daáu +  
Ñôn vò cuûa toác ñoä phaûn öùng, theo IUPAC  
(International Union of Pure and Applied  
Chemistry), laø mol.dm-3.s-1.  
Heä soá toác ñoä phaûn öùng k  
• Heä soá toác ñoä phaûn öùng chöùa caùc yeáu toá aûnh höôûng  
ñeán toác ñoä phaûn öùng, ngoaïi tröø noàng ñoä, neân k  
khoâng phaûi haèng soá.  
• Heä soá toác ñoä phaûn öùng chuû yeáu bò aûnh höôûng bôûi  
nhieät ñoä (phöông trình Arrhenius), beân caïnh ñoù coøn  
bò aûnh höôûng bôûi naêng löôïng hoaït hoùa, löïc ion, böùc  
xaï aùnh saùng, beà maët cuûa chaát haáp phuï…  
• Ñôn vò cuûa heä soá toác ñoä phaûn öùng phuï thuoäc  
vaøo baäc phaûn öùng:  
– Vôùi phaûn öùng baäc zero, ñôn vò cuûa k laø mol.l-1.s-1.  
– Phaûn öùng baäc 1 laø s.  
– Phaûn öùng baäc 2 laø l.mol-1.s-1.  
– Phaûn öùng baäc n laø mol1-n.ln-1.s-1.  
NGHIEÂN CÖÙU CAÙC YEÁU TOÁ  
AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG  
AÛNH HÖÔÛNG CUÛA NOÀNG ÑOÄ  
Phaûn öùng baäc nhaát  
A ---> saûn phaåm  
Toác ñoä phaûn öùng: v = - dCA/dt = kCA.  
Laáy tích phaân töø 0 (öùng vôùi 0 s vaø CAo)  
ñeán t (öùng vôùi t s vaø CA). Ta coù:  
ln C  
ln C  
kt  
A
A0  
C
A
ln  
kt  
C
A0  
Daïng ñoà thò bieåu dieãn  
ln C  
kt ln C  
A0  
A
ÖÙng vôùi daïng ñoà thò lny = ax + b (beân traùi)  
hay y = ax + b (beân phaûi).  
Baùn chu kyø phaûn öùng  
• Baùn chu kyø phaûn öùng, t1/2 laø thôøi gian phaûn öùng dieãn ra  
ñeán luùc taùc chaát coøn moät nöûa so vôùi ban ñaàu (CA1/2 =  
1/2CAo).  
• Bieåu thöùc tính t:  
1
ln()  
0.693  
2
t1 = - =  
k k  
2
• Baùn chu kyø cuûa phaûn öùng baäc 1 chæ phuï thuoäc k.  
Phaûn öùng baäc 2  
• Daïng 2A saûn phaåm  
v = -dCA/dt = kC2A  
Sau khi laáy tích phaân, ta coù  
1
1
C
C
A0  
A
Baùn chu kyø phaûn öùng:  
1
1  
2
kC  
A 0  
Daïng A+B saûn phaåm  
Toác ñoä phaûn öùng  
v= -dCA/dt=-dCB/dt=kCACB  
Sau khi laáy tích phaân, ta coù  
C C  
1
B 0  
A
B
kt  
ln  
C
C
C C  
A
B
A
Phaûn öùng baäc 3  
3A saûn phaåm  
V = -dCA/dt = kC3  
A
Sau khi laáy tích phaân, ta coù:  
1 1  
1
kt  
2
2
2
C
C
A
A0  
BAÛNG TOÙM TAÉT  
a = initial [reactant A], b = initial [reactant B], k = rate constant  
x = [product P] at time t, a-x = [reactant] remaining at time t  
AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä  
Qui taéc van’t Hoff  
– “Khi taêng nhieät ñoä leân 100 thì toác ñoä phaûn öùng taêng  
leân 2 4 laàn”.  
2 4  
k T  
– Toång quaùt:  
k T  
n
( 2 4 ) n  
10 n  
– Qui taéc naøy ñuùng trong khoaûng nhieät ñoä khoâng lôùn.  
• Ví duï: Vôùi phaûn öùng phaân huûy N2O5, cho:  
5
7
k
k
3 .6 10  
vaø  
tính ?  
k
7 .9 10  
0
0
0 0  
C
30  
C
100  
C
5
k
0 0 C 10 3  
3 .6 10  
7 .9 10  
3
Ta coù  
3
3 .86  
k
0 0 C  
k
0
10  
10  
100  
C
3 .86  
k
0 0 C  
7
k
3 .86  
7 .9 10  
0
100  
C
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 31 trang yennguyen 18/04/2022 1200
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa đại cương - Chương 8: Tốc độ và cơ chế phản ứng - Huỳnh Kỳ Phương Hạ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_dai_cuong_chuong_8_toc_do_va_co_che_phan_ung_h.pdf