Bài giảng Hóa học đại cương - TS. Đặng Văn Hoài

HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI ðỘNG HOÁ HỌC Nội Dung Cần Hiểu Biết : 1- Vận tốc phản ứng, phương trình ñộng học, hằng số vận tốc phản ứng. 2- Bậc phản ứng, năng lượng hoạt hoá, phương trình Arrhenius. 3- Phương trình phản ứng bậc nhất, bậc hai. 6- Cơ chế phản ứng. 7- Ảnh hưởng của xúc tác ñến vận tốc phản ứng. 5- Ảnh hưởng của nhiệt ñộ, nồng ñộ ñến vận tốc phản ứng. 4- Thời gian bán huỷ (half-life). HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI ðỘNG HOÁ HỌC ðộng học (kinetics = from a Greek stem meaning “to move”) - Nghiên cứu vận tốc phản ứng, diễn biến ñể xác ñịnh cơ chế, ñiều khiển phản ứng. ðể phản ứng xảy ra - Phân tử va chạm có hiệu quả, năng lượng tạo ra từ liên kết mới hình thành. - Va chạm hiệu quả theo ñúng hướng. Vận tốc ñược xác ñịnh từ vận tốc của giai ñoạn chậm của cơ chế phản ứng - Chuỗi các giai ñoạn phản ứng ñược gọi là cơ chế phản ứng . HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 1- VẬN TỐC PHẢN ỨNG 1.1 ðịnh nghĩa: - ðại lượng cho biết diễn biến nhanh, chậm của phản ứng. 1.2 Phương trình ñộng học phản ứng A + B C + D - ðược xác ñịnh bằng thực nghiệm ño ñộ giảm số mol chất ñầu hoặc ñộ tăng số mol sản phẩm trong một ñơn vị thời gian. V tb = = = = ∆[A] ∆t ∆[B] ∆[C] ∆t ∆t ∆[D] ∆t V = d[A] dt HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 1- VẬN TỐC PHẢN ỨNG 1.3 Nghiên cứu thực nghiệm chứng minh V = k x [A] m x [B] n ðiều quan trọng cần lưu ý: các số mũ m, n trong phương trình vận tốc trên không liên quan ñến các hệ số cân bằng trong phương trình phản ứng. Va chạm hiệu quả theo ñúng hướng. HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 2- BẬC PHẢN ỨNG 0,100,30 1,08 x 10 -7 Thí nghiệm 3 0,200,10 2,4 x 10 -8 Thí nghiệm 2 0,100,10 1,2 x 10 -8 Thí nghiệm 1 [O 2 ][NO] Nồng ñộ bắt ñầu các chất ban ñầu phản ứng Vận tốc (M. s -1 )Thứ tự thí nghiệm Xác ñịnh bậc riêng phần của O 2 , xét 2 thí nghiệm 1 và 2 2 x = 2 (nồng ñộ gấp ñôi luỹ thừa bậc riêng phần = vận tốc gấp ñôi) Xác ñịnh bậc riêng phần của NO, xét 2 thí nghiệm 1 và 3 3 x = 9 (nồng ñộ gấp ba luỹ thừa bậc riêng phần = vận tốc gấp chín) 2 NO (k) + O 2 (k) 2 NO 2 (k) HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 2- BẬC PHẢN ỨNG Từ kết quả thực nghiệm ñưa ñến kết quả Xác ñịnh hằng số vận tốc k, chọn bất kỳ kết quả thí nghiệm từ bảng trên V = k x [NO] 2 x [O 2 ] 1 k = V [NO] 2 [O 2 ] 1 k = 1,2 x 10 -5 M -2 s -1 V = 1,2 x 10 -5 M -2 s -1 x [NO] 2 x [O 2 ] 1 Bậc toàn phần là 2 + 1 = 3 k không phụ thuộc nồng ñộ k phụ thuộc nhiệt ñộ 1.1 Khái niệm bậc riêng phần, bậc toàn phần HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 2- BẬC PHẢN ỨNG 6,0 x 10 -3 1,0 x 10 -2 6,9 x 10 7 Thí nghiệm 5 4,0 x 10 -3 1,0 x 10 -2 4,6 x 10 7 Thí nghiệm 4 2,0 x 10 -3 3,0 x 10 -2 6,9 x 10 7 Thí nghiệm 3 2,0 x 10 -3 2,0 x 10 -2 4,6 x 10 7 Thí nghiệm 2 2,0 x 10 -3 1,0 x 10 -2 2,3 x 10 7 Thí nghiệm 1 [I - ] (M)[H 2 O 2 ] (M) Nồng ñộ bắt ñầu các chất ban ñầu phản ứng Vận tốc (M. s -1 )Thứ tự thí nghiệm I - 2 x = 2 (nồng ñộ gấp ñôi luỹ thừa bậc riêng phần = vận tốc gấp ñôi) 2 H 2 O 2 ( l ) 2 H 2 O ( l ) + O 2 (k) V = k x [H 2 O 2 ] 1 x [I - ] 1 HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 2- BẬC PHẢN ỨNG Phản ứng tạo phosgen CO (k ) + Cl 2 (k) COCl 2 (k) Thực nghiệm cho biết V = k x [CO] 1 x [Cl 2 ] 3/2 HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI [...]... TS ð NG VĂN HOÀI HOÁ H C ð I CƯƠNG 6- PH N NG B C HAI d[x] [a - x][b - x] = k dt M 1 [a - x][b - x] M N + [a - x] + [a - x] [b - x] (Mb + Na) – (M + N)x = [b - x] (Mb + Na) = 1 (M + N) = 0 NK 2009 – 2010 = N [a - x][b - x] Mb - Ma = 1 N=-M M = 1/(b – a) N = - 1/(b – a) TS ð NG VĂN HOÀI HOÁ H C ð I CƯƠNG 6- PH N ln ln [a – x] NG B C HAI [a – x] [b - x] = [a – b]kt + ln a b [b - x] ln [a – x] [b - x] a . CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 3-NĂNG LƯỢNG HOẠT HOÁ ðể phản ứng xảy ra - Phân tử va chạm. ứng Starting Materials (Reactants) Products ∆G 0 E a R 1 C R 2 H Cl I - + C R 1 R 2 H I + Cl - R 1 C H R 2 I Cl - - HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 3-NĂNG LƯỢNG HOẠT HOÁ Tiến trình. 10 -6 8,38 x 10 -4 7,65 x 10 -2 HOÁ HỌC ðẠI CƯƠNG NK. 2009 – 2010 TS. ðẶNG VĂN HOÀI 4- PHƯƠNG TRÌNH ARRHENIUS Nhiệt ñộ (K) Hằng số vận tốc (M/s) 573 673 773 2,91 x 10 -6 8,38 x 10 -4 7,65 x 10 -2 ln