chương 1 động học các phản ứng hóa học đồng thể

LOGO Giáo viên : Trần Minh Hải BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA Tuy Hòa - 2010 Chương 1 : Động học các phản ứng hóa học đồng thể Những khái niệm cơ bản 1.1 Động học các phản ứng đơn giản 1 chiều 1.2 Động học các phản ứng đồng thể phức tạp 1.3 Phương pháp thực nghiệm đo tốc độ phản ứng, xác định bậc, và hằng số tốc độ phản ứng Phương pháp thực nghiệm đo tốc độ phản ứng, xác định bậc, và hằng số tốc độ phản ứng 1.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tốc độ phản ứng Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tốc độ phản ứng 1.5 1.1 những khái niệm cơ bản a Định nghĩa : Đại lượng cho biết diễn biến nhanh, chậm của phản ứng. - Được xác định bằng thực nghiệm đo độ giảm số mol chất đầu hoặc độ tăng số mol sản phẩm trong một đơn vị thời gian 1.1.1 Tốc độ phản ứng Biểu thức tính : Xét phản ứng A + B C + D b d[A] V tb = = = = Δ[A] Δt Δ[B] Δ[C] Δt Δt Δ[D] Δt V = dt 1.1.2 Định luật tác dụng khối lượng Nghiên cứu thực nghiệm chứng minh Đối với các phản ứng khác nhau thì đường cong biểu diễn sự phụ thuộc này khac nhau V = k x [A] n1 x [B] n2 Mô tả ảnh hưởng của nồng độ lên tốc độ phản ứng K : là hằng số tốc độ của phản ứng Điều quan trọng cần lưu ý: các số mũ n1, n2 trong phương trình vận tốc trên không liên quan đến các hệ số cân bằng trong phương trình phản ứng phức tạp. 1.1.3 Phân loại động học các phản ứng - số phân tử tương tác đồng thời với nhau để trực tiếp gây ra biến đổi hóa học trong một phản ứng cơ bản Phản ứng đơn phân tử: I 2 → 2I Phản ứng lưỡng phân tử: 2HI → I 2 + H 2 Phản ứng tam phân tử: 2NO + O 2 → 2NO 2 - số phân tử tương tác đồng thời với nhau để trực tiếp gây ra biến đổi hóa học trong một phản ứng cơ bản Phản ứng đơn phân tử: I 2 → 2I Phản ứng lưỡng phân tử: 2HI → I 2 + H 2 Phản ứng tam phân tử: 2NO + O 2 → 2NO 2 a. Phân tử số phản ứng a. Phân tử số phản ứng 1.1.3 Phân loại động học các phản ứng - Nếu n = 0 thì , khi đó phản ứng là bậc không - Nếu n = 1 thì , khi đó phản ứng là bậc nhất (đối với A) - Nếu n = 2 thì , khi đó phản ứng là bậc 2 (bậc nhất đối với A, B) - Nếu n = 3 → Phản ứng là bậc 3 (bậc nhất đối với A, B, C) - Nếu n = 0 thì , khi đó phản ứng là bậc không - Nếu n = 1 thì , khi đó phản ứng là bậc nhất (đối với A) - Nếu n = 2 thì , khi đó phản ứng là bậc 2 (bậc nhất đối với A, B) - Nếu n = 3 → Phản ứng là bậc 3 (bậc nhất đối với A, B, C) 1.1.3 Phân loại động học các phản ứng b. Bậc phản ứng b. Bậc phản ứng Phương trình tổng quát có dạng : Khi nồng độ [A] = [B] thì: Phương trình tổng quát có dạng : Khi nồng độ [A] = [B] thì: b. Bậc phản ứng b. Bậc phản ứng [ ] [ ] 21 nn B.Ak v = [ ] [ ] [ ] [ ] nnnnn AkAkBAk v 2121 ==== + LOGO 1.2.1- PHẢN ỨNG BẬC NHẤT a. Định nghĩa: - Phản ứng mà vận tốc của nó phụ thuộc bậc nhất vào nồng độ. b. Phương trình động học phản ứng A C + D V = d[A] dt = k [A] [A] 0 = a : nồng độ ban đầu [A] = a - x : nồng độ thời điểm t d[A] [A] = k dt LOGO 1.2.1 PHẢN ỨNG BẬC NHẤT [A] 0 = a : nồng độ ban đầu [A] = a - x : nồng độ thời điểm t d[A] [A] = k dt d[a - x] [a - x] = k dt d[x] [a - x] = k dt d[x] [a - x] = k dt LOGO 1.2.1 PHẢN ỨNG BẬC NHẤT d[x] [a - x] = k dt ln [a - x] = kt + C thời điểm t = 0 thì x = 0, C = ln a ln [a - x] = kt + ln a Phương trình động học phản ứng bậc nhất [...]... 393 669 10 10 12 65 t( s) nNaOH ( mol ) 0,5638 0,4866 0,4467 0, 411 3 0,3879 neste ( mol ) 0, 311 4 0,2342 0 ,19 43 0 ,15 89 0 ,13 55 4 Tính giá trị trung bình của hằng số tốc độ phản ứng ? LOGO LOGO 1. 3 Động học các phản ứng đồ thể phức tạp 1. 3 .1 Phản ứng thuận nghịch Phản ứng thuận nghịch bậc 1 Các phương trình động học: t=0 t A ƒ B a b a−x b + x dx1 -Tốc độ phản ứng thuận : v1 = = k1 ( a... phản ứng đồ thể phức tạp 1. 3 .1 Phản ứng thuận nghịch Phản ứng thuận nghịch bậc 1 1 α => k = ln t α−x ( => x = α 1 − e k t ) Nếu b=0 (k1 + k 2 ) 1 Ka = ln t K.a − (1 + K ).x Chu kỳ bán hủy: t1 2 1 2K = ln k1 + k 2 K − 1 1.3 Động học các phản ứng đồ thể phức tạp 1. 3.2 Phản ứng Nối tiếp (Đọc tài liệu) 1. 3.3 Phản ứng song song (Đọc tài liệu) 1. 4 Phương pháp thực nghiệm... nghiên cứu là phản ứng phức tạp, tìm cách thích hợp để xác định 1. 4 Phương pháp thực nghiệm đo tốc độ phản ứng, xác định bậc, và hằng số tốc độ phản ứng 1. 4.2 Xác định bậc phản ứng 1. 4.2 .1 Phương pháp thế Ví dụ: Phản ứng xà phòng hóa metyl axetat bằng NaOH ở 298K xảy ra như sau: t(giây): 18 0 300 420 600 15 00 NaOH CM 7,4 .10 -3 6,34 .10 -3 5,5 .10 -3 4,64 .10 -3 2,54 .10 -3 Biết rằng nồng... : v2 = = k2 ( b + x ) dt 1. 3 Động học các phản ứng đồng thể phức tạp 1. 3 .1 Phản ứng thuận nghịch Phản ứng thuận nghịch bậc 1 => Tốc độ phản ứng chung dx 1 dx 2 dx v = v1 − v 2 = − = = k1 ( a − x ) − k 2 ( b + x ) dt dt dt  k1a − k2b  dx ⇒ = ( k1 + k 2 )  − x÷ dt  k1 + k 2   k = k1 + k2  dx   ⇒ = k (α − x)  k1a − k2b  α= dt  k1 + k2    1. 3 Động học các phản.. .1. 2 .1 PHẢN ỨNG BẬC NHẤT c Thời gian bán huỷ, chu kỳ bán huỷ, thời gian nửa phản ứng (half-life) Thời gian để nồng độ chất phản ứng giảm một nửa, ký hiệu t1/2 ln [a - x] = kt + ln a thời điểm t1/2 thì x = ½ a t1/2 = t1/2 = ln 2 k 0,693 k LOGO Ví dụ C phân huỷ theo phản ứng bậc nhất, có hằng số vận tốc bằng 1, 21 x 10 -4 y -1 14 Tính thời gian... 1. 4.2 .1 Phương pháp thế - Nguyên tắc: Xác định biến thiên nồng độ của chất nào đó ở thời điểm khác nhau, rồi lấy giá trị thực nghiệm thu được thế vào các dạng phương trình của phản ứng bậc 0, 1, 2, 3 xem phương trình nào có giá trị hằng số tốc độ không thay đổi, thì bậc phản ứng với phương trình đó - Trường hợp không tìm thấy một phương trình cho giá trị k không đổi, thì phản ứng nghiên cứu là phản. .. x][b - x] = k dt M 1 [a - x][b - x] M [a - x] = N + [b - x] (Mb + Na) = 1 (M + N) = 0 [a - x] N + [b - x] (Mb + Na) – (M + N)x = [a - x][b - x] Mb - Ma = 1 N=-M LOGO M = 1/ (b – a) N = - 1/ (b – a) 1. 2.2 PHẢN ỨNG BẬC HAI , nếu a > b 1 a −x b  k.t = ln  a −b  b − x a  , nếu a < b 1 b −x a k.t = ln b− a a −x b LOGO Bài tập tự giải 1 : Sự thuỷ phân etyl axetat bằng xút là phản ứng bậc 2 Sự biến... phản ứng 1. 4 .1 Phương pháp đo tốc độ phản ứng - Ðể tìm phương trình tốc độ, người ta sử dụng phương pháp qui ước xác định sự biến thiên nồng độ của một chất hoặc một số chất tham gia phản ứng theo thời gian Trên cơ sở đó có thể xác định được tốc độ phản ứng v = d [ A] dt = k.[ A ] n 1. 4 Phương pháp thực nghiệm đo tốc độ phản ứng, xác định bậc, và hằng số tốc độ phản ứng 1. 4.2 Xác... 0,01M Hãy xác định bậc của phản ứng: 1. 4 Phương pháp thực nghiệm đo tốc độ phản ứng, xác định bậc, và hằng số tốc độ phản ứng 1. 4.2 Xác định bậc phản ứng 1. 4.2.2 Phương pháp đồ thị - Nguyên tắc của phương pháp này là xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của nồng độ vào thời gian C = f(t) Tìm xem dạng nào của hàm số cho đường biểu diễn là đường thẳng, thì bậc của phản ứng phải tìm ứng. .. một nửa, ký hiệu t1/2 1 [a - x] = kt + 1 a thời điểm t1/2 thì x = ½ a t1/2 = 1 ka LOGO 1. 2.2 PHẢN ỨNG BẬC HAI B Phương trình động học phản ứng trường hợp a ≠b A + B C + D [A]0 = a : nồng độ ban đầu [B]0 = b : nồng độ ban đầu V= d[A] dt = k [A][B] [A] = a - x : nồng độ thời điểm t [B] = b - x : nồng độ thời điểm t d[a - x] [a - x][b - x] = k dt LOGO 1. 2.2 PHẢN ỨNG BẬC . 1. 1.3 Phân loại động học các phản ứng - số phân tử tương tác đồng thời với nhau để trực tiếp gây ra biến đổi hóa học trong một phản ứng cơ bản Phản ứng đơn phân tử: I 2 → 2I Phản ứng. H 2 Phản ứng tam phân tử: 2NO + O 2 → 2NO 2 - số phân tử tương tác đồng thời với nhau để trực tiếp gây ra biến đổi hóa học trong một phản ứng cơ bản Phản ứng đơn phân tử: I 2 → 2I Phản ứng. , khi đó phản ứng là bậc không - Nếu n = 1 thì , khi đó phản ứng là bậc nhất (đối với A) - Nếu n = 2 thì , khi đó phản ứng là bậc 2 (bậc nhất đối với A, B) - Nếu n = 3 → Phản ứng là bậc