giáo trình hóa lý 2

GIÁO TRÌNH HÓA LÝ 2 1.ĐỘNG HÓA HỌC VÀ XÚC TÁC 2.ĐiỆN HÓA HỌC 3. HÓA KEO TS. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG CHƯƠNG TRÌNH CHƯƠNG 1. ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ CHƯƠNG 2. ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG DỊ THỂ CHƯƠNG 3. XÚC TÁC CHƯƠNG 4. DUNG DỊCH ĐiỆN LY CHƯƠNG 5. ĐiỆN CỰC VÀ PIN CHƯƠNG 6. ĐỘNG HỌC CÁC QUÁ TRÌNH ĐiỆN CỰC CHƯƠNG 7. DUNG DỊCH KEO CHƯƠNG 8. CÁC HỆ BÁN KEO VÀ PHÂN TÁN THÔ TÀI LiỆU THAM KHẢO 1. Peter Atkins, Julio de Paule, PHYSICAL CHEMISTRY, Eighth edtion (2006), Oxford university press 2. Nguyễn Hữu Phú, HÓA LÝ VÀ HÓA KEO, 2006, Nhà xuất bản KHKT 3. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, HÓA LÝ, Tập 1&2, 2007, Nhà xuất bản Giáo dục Chương 1. ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ 1.1.MỘT SỐ KHÁI NiỆM CƠ BẢN 1.2.ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN Ứ NG ĐỒNG THỂ ĐƠN GiẢN MỘT CHIỀU 1.2.1.Phản ứng bậc 1 1.2.2.Phản ứng bậc 2 1.2.3.Phản ứng bậc 3 1.3.ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN Ứ NG ĐỒNG THỂ PHỨC TẠP 1.3.1.Phản ứng thuận nghịch 1.3.2.Phản ứng song song 1.3.3. Phản ứng nối tiếp 1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 1.4.ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN Ứ NG HÓA HỌC 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN *PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ: Phản ứng hoá học bao gồm các chất tham gia ở cùng một pha *PHẢN ỨNG DỊ THỂ: Khác pha *TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG: Khi một phản ứng xảy ra trong điều kiện thể tích và nhiệt độ không đổi, biến thiên nồng độ của bất kỳ chất nào tham gia phản ứng trong một đơn vị thời gian là TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG. 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.Định luật TÁC DỤNG KHỐI LƯỢNG Ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng luôn tỉ lệ thuận với tích số các nồng độ của các chất phản ứng ở bất kỳ thời điểm nào. . m n A B v k C C= PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC 1. NHỮNG KHÁI NiỆM CƠ BẢN PHẢN ỨNG NGUYÊN TỐ: chuyển hoá hoá học cơ bản PHÂN TỬ SỐ Trong một phản ứng nguyên tố, số tiểu phân tương tác trực tiếp, đồng thời với nhau để tạo ra chuyển hoá hoá học gọi là PHÂN TỬ SỐ. Phân tử số của phản ứng không thể bằng O hoặc bằng phân số 2 Na Cl NaCl Cl+ → + 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN GIAI ĐOẠN PHẢN ỨNG: Phản ứng nguyên tố có cùng bản chất như nhau được gọi là giai đoạn phản ứng. Phản ứng một giai đoạn: A B Phản ứng hai giai đoạn: A B C (nối tiếp) A B C (song song) BẬC PHẢN ỨNG: Là hệ số mũ của nồng độ trong phương trình động học của giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng chung. A B +C D+E Tốc độ phản ứng Giai đoạn 1: Giai đoạn 2: Giai đoạn 1 chậm nhất (bậc 1) Giai đoạn 2 chậm nhất (bậc 2) (1) (2) 1 1 2 2 1 1 2 2 A B C A B C v k C v k C C v v k C v v k C C = = = = = = 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 2. ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ ĐƠN GIẢN MỘT CHIỀU PHẢN ỨNG BẬC 1: Phản ứng chỉ có một tiểu phân ban đầu tham gia chuyển hoá trong một phản ứng nguyên tố. 0 0 1 0 1 1 .ln .ln C C k t C t C x = = − A B C 0 C 0 -x t=0 t x [...].. .2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ ĐƠN GIẢN MỘT CHIỀU PHẢN ỨNG BẬC 1 CHU KỲ BÁN HUỶ (THỜI GIAN BÁN PHÂN HUỶ) A t=0 C0 τ1 B C0 /2 2 C0 1 k1 = ln = ln 2 C0 τ 1 τ1 2 2 2 ln 2 0, 693 τ1 = = 2 k1 k1 1 2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ ĐƠN GIẢN MỘT CHIỀU PHẢN ỨNG BẬC 2: A + B t=0 a b t a-x Sản phẩm b-x a≠b a=b 1 a−x b k2 = ln t ( a − b) b − x a 1 x k2 = t a (a − x) 2 ĐỘNG... BẬC 2 CHU KỲ BÁN HUỶ (THỜI GIAN BÁN PHÂN HUỶ) τ1 a 2 1 2 = 1 = k2 a a k2 a 2 Chu kỳ bán huỷ của phản ứng bậc 2 không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu của chất phản ứng 2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ ĐƠN GIẢN MỘT CHIỀU PHẢN ỨNG BẬC 3 và BẬC n: A + B + C t=0 a b c t a-x b-x Sản phẩm c-x a=b=c n chất ban đầu có nồng độ như nhau 1  1 1 k3 =  − 2 2 2t ... khác n 2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ PHỨC TẠP PHẢN ỨNG NỐI TIẾP BẬC 1 (1) (2) A B k1 t=0 a t=0 a-x k2 C x-y [ A] = a − x = e − k t 1 k1 (e − k1t − e − k2t ) [ B ] = x − y = a k2 − k1 kn k1 k1 − k1t e + e − k 2t ) [ C ] = y = a(1 − k2 − k1 k2 − k1 y 6.CÁC THUYẾT ĐỘNG HỌC VỀ PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG NỐI TIẾP BẬC 1 Tại điểm cực đại: tmax Đặt ln k1 − ln k2 = k1 − k2 k1... k n 2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ PHỨC TẠP PHẢN ỨNG SONG SONG BẬC 1 k1 t=0 (1) 0 t B x1 A a t a-x C t=0 0 t k2 (2) t=0 x2 Với x= x1+x2 1 a kt + kn = ln t a−x kn 2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ PHỨC TẠP PHẢN ỨNG SONG SONG BẬC 1 v1 x1 k1 = = v2 x2 k2 Nồng độ sản phẩm của phản ứng song song luôn tỉ lệ với hằng số tốc độ của các phản ứng song song hợp phần...  1 1 k3 =  − 2 2 2t  (a − x ) a   1 1 1  kn =  − ( n −1)  ( n −1) (n − 1)t  (a − x) a  2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ ĐƠN GIẢN MỘT CHIỀU PHẢN ỨNG BẬC 3 và BẬC n CHU KỲ BÁN HUỶ (THỜI GIAN BÁN PHÂN HUỶ) Bậc 3 Bậc n τ1 τ1 2 3 = 2 k3 a n −1 2 1 2 −1 = n −1 n −1 kn a 2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ PHỨC TẠP Nếu trong hệ có nhiều phản ứng xảy ra đồng... phản ứng bậc 2, bậkc 3, n 1 1 = (n − 1)knt + n −1 n −1 (a − x) a 6.CÁC THUYẾT ĐỘNG HỌC VỀ PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ 4.1.PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ Chu kỳ bán huỷ không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu BẬC 1 Chu kỳ bán huỷ phụ thuộc vào nồng độ ban đầu BẬC n khác 1 τ1 2 2n −1 − 1 = (n − 1)kn a n −1 lg τ 1 2 2n −1 − 1 = lg − (n − 1).lg a (n − 1)kn kn Vẽ đồ thị lg τ 1 2 theo lga Giá... trình ARRHERIUS (biểu diễn sự hằng số tốc độ phản ứng vào nhiệt độ E:Năng lượng hoạt hoá d ln K ∆H = dT R.T 2 kt K= kn ∆H = E1 − E2 d ln K E = 2 dT R.T 5 ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HOÁ HỌC CÁCH XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HOÁ E d ln k = dT 2 R.T E ln k = − + ln k0 R.T Vẽ đồ thị lnk theo 1/T, có dạng đường thẳng, hệ số góc là k = k0 e − E tgϕ = −... s ố Kc kt kn 2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ PHỨC TẠP PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH BẬC 1 Aƒ B kt a 1 kt + kn = ln t kt a − x(kt + kn ) xcb 1 kt + kn = ln t xcb − x kn VỚI kt a xcb = kt + k n 2 ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ PHỨC TẠP PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH BẬC 1 Aƒ B kt a 1 kt + kn = ln t kt a − x(kt + kn ) xcb 1 kt + kn = ln t xcb − x kn VỚI kt a xcb = kt + k n 2 ĐỘNG HỌC CÁC... điểm cực đại: tmax Đặt ln k1 − ln k2 = k1 − k2 k1 r= k2 tmax kn ln r = (r − 1)k1 [ B ] max = ( x − y )max ln ln a  − r r −r1 − r −r1  = −e e ÷ 1− r   4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 4.1.PHƯƠNG PHÁP THẾ Dựa vào các số liệu thực nghiệm, thay thế vào các số liệu đó vào các phương trình động học bậc 1 và bậc 2 để tính toán các giá trị hằng số tốc độ phản... bậc 2 để tính toán các giá trị hằng số tốc độ phản ứng Nếu hằng số tốc độ là như nhau theo pt động học bậc 1 BẬC 1 Nếu hằng số tốc độ là như nhau theo pt động học bậc 2 BẬC 2 Nếu hằng số tốc độ khác nhau BẬC 3 (Tìm phương pháp khác để xác định) kn 6.CÁC THUYẾT ĐỘNG HỌC VỀ PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ 4.1.PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ Nếu phản ứng bậc 1 thì ta . GIÁO TRÌNH HÓA LÝ 2 1.ĐỘNG HÓA HỌC VÀ XÚC TÁC 2. ĐiỆN HÓA HỌC 3. HÓA KEO TS. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG CHƯƠNG TRÌNH CHƯƠNG 1. ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ CHƯƠNG 2. ĐỘNG HỌC CÁC. Oxford university press 2. Nguyễn Hữu Phú, HÓA LÝ VÀ HÓA KEO, 20 06, Nhà xuất bản KHKT 3. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, HÓA LÝ, Tập 1& ;2, 20 07, Nhà xuất bản Giáo dục Chương 1 1: Giai đoạn 2: Giai đoạn 1 chậm nhất (bậc 1) Giai đoạn 2 chậm nhất (bậc 2) (1) (2) 1 1 2 2 1 1 2 2 A B C A B C v k C v k C C v v k C v v k C C = = = = = = 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 2. ĐỘNG