Bài giảng động học xúc tác động hóa học

ĐỘNG HOÁ HỌC DIỄN BIẾN, TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ỨNG DỤNG ĐỘNG HOÁ HỌC HƯỚNG PƯ HIỆU SUẤT THỜI GIAN KINH TẾ DƯỢC LÂM SÀNG CôNG NGHỆ BÀO CHẾ CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU TỔNG HỢP HOÁ DƯỢC DƯỢC ĐỘNG HỌC TẦN SUẤT LIỀU DÙNG DỰ ĐOÁN TUỔI THỌ, ỔN ĐỊNH HOẠT CHẤT, DẠNG BÀO CHẾ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG , ỔN ĐỊNH H.CHẤT, XỬ LÍ CHIẾT XUẤT KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Định nghĩa: Tốc độ phản ứng hoá học là biến thiên nồng độ của một chất đã cho trong một đơn vị thờI gian I. Tốc độ phản ứng 1.2. Biểu thức tính tốc độ phản ứng: VớI phản ứng: A + B  X + Y dt dC dt dC dt dC - dt dC - v dt dCi YXBA  v Trường hợp chung: aA + bB  xX + yY y.dt dC x.dt dC b.dt dC - a.dt dC - v YXBA  KHÁI NIỆM CƠ BẢN Gulberg và Waage, thiết lập biểu thức liên hệ tốc độ và nồng độ tạI nhiệt độ T= const II. Định luật tác dụng khốI lượng     21 nn B.Ak. v Phương trình cơ bản của động hoá học.       21 nn B.Ak. dt Ad - v  Phương trình tốc độ hay phương trình động học của phản ứng k là hằng số tốc độ phản ứng, có giá trị bằng tốc độ phản ứng khi nồng độ các chất phản ứng bằng đơn vị KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Phân tử số: Số phân tử tương tác đồng thờI để trực tiếp gây ra biến hoá hóa học trong một phản ứng cơ bản III. Phân loạI động học phản ứng 2. Bậc phản ứng: n 1 , n 2 : Bậc riêng phần đốI vớI chất A, B     21 nn B.Ak. v N 2 O 5  N 2 O 4 + O CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O  CH 3 COOH + C 2 H 5 OH 2NO + O 2  2NO 2 6FeCl 2 + KClO 3 + 6HCl  FeCl 3 + KCl + 3H 2 O n = n 1 + n 2 : Bậc toàn phần của phản ứng VớI phản ứng: aA + bB  xX + yY n 1 = a, n 2 = b khi phản ứng là đơn giản KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3. So sánh bậc phản ứng và phân tử số Bậc phản ứng Phân tử số Giá trị Số nguyên, phân số, số âm Chỉ có số nguyên dương Giá trị cao nhất 3 3 Áp dụng Chỉ xác định được bằng thực nghiệm Chỉ áp dụng cho phản ứng cơ bản KHÁI NIỆM CƠ BẢN       321 nnn C.B.Ak. v VớI phản ứng: aA + bB + cC  xX + yY …. 4. Phản ứng bậc giả Nếu [B], [C] >> [A] thì [B]  [B] o ; [C]  [C] o     32 n 0 n 0 C.Bk. k'    1 n Ak'. v  Phương trình động học đơn giản hơn, chỉ phụ thuộc vào nồng độ của một chất A, dễ dàng cho việc nghiên cứu động học của phản ứng KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5. Một số điểm chú ý  Có hai loạI phương trình hoá học: Phương trình tỷ lượng và phương trình động học H 2 + I 2  2HI H 2 + Br 2  2HBr ][ ][ "1 ]][['][ 2 1 ]].[.[ ][ 2 1 2 2/1 22 2 221 Br HBr k BrHk dt HBrd v IHk dt HId v     k là hằng số ở một nhiệt độ nhất định. Tuy nhiên nếu biểu diễn tốc độ phản ứng qua các chất cụ thể khác nhau k có thể nhận các giá trị khác nhau ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Phản ứng đơn giản  Phản ứng bậc nhất Phản ứng một chiều, một giai đoạn duy nhất, trực tiếp từ chất đầu đến chất cuối Các phản ứng đơn giản  Phản ứng bậc hai  Phản ứng bậc ba  Phản ứng bậc không ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN 1. Sơ đồ phản ứng: A  sp I. Phản ứng bậc nhất 2. Qui luật động học kt C C ln x-a a ln 0  t N 2 O 5 N 2 O 4 O 2 C 12 H 22 O 11 H 2 O C 6 H 12 O 6 CH 3 COOC 2 H 5 CH 3 COOH C 2 H 5 OH H + 2 2 + + H + + H 2 O C 6 H 12 O 6 + Saccarose Glucose Fructose +     Ak. dt Ad - v  C C ln t 1 k 0 t  [...]... 2 a 4 a 8 t1 2 ' t1 t1" 2 2 t ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN II Phản ứng bậc 2 1 Sơ đồ phản ứng hoặc A + B  sp 2A  sp CH3 COOC2H5 + NaOH  CH3 COONa + 2 Qui luật động học 2.1 Trường hợp [A]0 = [B]0 d A  2 v   k A  dt 1 1 1 1     kt a-x a Ct C0 1 k  t  1 1    C C0 t      C2H5OH ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Tương quan nồng độ chất phản ứng và thờI gian C 0 T ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Thứ nguyên của... lit.mol-1.giây –1, lit.mol-1 phút –1….) ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN 4 ThờI gian bán huỷ 1 1 b t 1/2 ( A )  ln k (a - b) (2b - a) t 1/2 1 1 (2a - b) (B)  ln k (a - b) a 1 1 9b t 0,1 ( A )  ln k (a - b) (10b - a) 1 1 (10a - b) t 0,1 ( B )  ln k (a - b) 9.a ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN III Phản ứng bậc 0 Qui luật động học d A  0 v  k A   k dt C 0 -C  kt t [A] Vpư C0 k t t ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Các trường hợp phản...ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Tương quan nồng độ chất phản ứng và thờI gian CA lnCA C0A Csản phẩm tg=-k CA 0 t t 0  ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN 3 Thứ nguyên của hằng số tốc độ phản ứng k  1 C ln t C 0 t [k] = [thờI gian] –1 (giây –1, phút –1, giờ -1….) 4 ThờI gian bán huỷ t 1/2 ln 2  k t 0,1 1 10  ln k 9 t 0,9 1  ln 10 k ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN t 1/2 ln 2  k  ThờI gian... [nồng độ]-1 [thờI gian] –1 ( lit.mol-1.giây –1, lit.mol-1 phút –1….) ThờI gian bán huỷ t 1/2 1  a.k t 0,1 1  9.a.k t 0,9  9 a.k ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN t 1/2 1  a.k  ThờI gian bán huỷ phụ thuộc vào nồng độ ban đầu của chất phản ứng C a a 2 a 4 a 8 t 1" ' t1 t1 2 2 2 t ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN 2.2 Trường hợp [A]0 ‡ [B]0 d A  v   k A B  dt 1 b a-x  ln    kt a-b a b-x  1 1 b(a - x) k  ln... Sự thuỷ phân của các ester tan hạn chế trong nước Lớp ester Nguồn dự trữ không tan Lớp dd TÓM TẮT ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN P.P XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ PƯ, BẬC VÀ HẰNG SỐ TỐC ĐỘ CỦA PHẢN ỨNG XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG PP xác định biến thiên nồng độ chất phản ứng Xác định biến thiên nồng độ bằng phương pháp hoá học Xác định biến thiên nồng độ bằng phương pháp sắc ký Xác định biến thiên nồng độ qua theo dõi... tiếp hoặc gián tiếp xác định các cặp giá trị [A] - thờI gian T Thời gian XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 1 Phương pháp thế Thế giá trị nồng độ chất phản ứng tạI các thờI điểm khác nhau vào các dạng phương trình động học tương ứng vớI bậc khác nhau  Chọn dạng có giá trị k = const Ví dụ: tiến hành phản ứng xà phòng hoá ethylacetat, kết quả thực nghiệm thu được như sau ThờI gian (t) 0 phót 3 phót 6 phót 9 phót 12... thờI gian trên đồ thị  Chọn đồ thị có tương quan tuyến tính lg[A]/[B] lg[A] t t XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 2 Phương pháp đồ thị [A] 1/[A] C0 t t XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 3 Phương pháp tốc độ đầu Phương trình động học phản ứng v = k ( a - x )n TạI lân cận thờI điểm ban đầu, khi t  0  v0 = k.an Làm thí nghiệm vớI hai nồng độ đầu a0 và a0’ Tính n theo biểu thức: lgv 0  lg v ,0 n lga 0  lg a ,0 XÁC ĐỊNH BẬC... ứng bậc khác 1: t1/ 2 2 n 1  1  n  1a n1k Làm thí nghiệm vớI hai nồng độ đầu a và a’ lgt 1/2  lg t n 1 lga  lg a , 1/2 , XÁC ĐỊNH HSTĐ PHẢN ỨNG Xác định bậc phản ứng Thiết lập phương trình động học dạng hàm số của nồng độ và thờI gian Thay các cặp số liệu thực nghiệm C – t vào phương trình và tính k Tính giá trị k trung bình 1 n k   ki n i 1 . trình động học đơn giản hơn, chỉ phụ thuộc vào nồng độ của một chất A, dễ dàng cho việc nghiên cứu động học của phản ứng KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5. Một số điểm chú ý  Có hai loạI phương trình hoá học: . lượng     21 nn B.Ak. v Phương trình cơ bản của động hoá học.       21 nn B.Ak. dt Ad - v  Phương trình tốc độ hay phương trình động học của phản ứng k là hằng số tốc độ phản ứng, có. Phân tử số: Số phân tử tương tác đồng thờI để trực tiếp gây ra biến hoá hóa học trong một phản ứng cơ bản III. Phân loạI động học phản ứng 2. Bậc phản ứng: n 1 , n 2 : Bậc riêng phần đốI vớI chất