Bài giảng bài 6 động hóa học

Động hóa học 1.Khái niệm chung 2.Vận tốc phản ứng 3.Lý thuyết sở ĐHH 4.Ảnh hưởng nồng độ 5.Ảnh hưởng nhiệt độ 6.Ảnh hưởng chất xúc tác 1.Khái niệm chung Nhiệt động hóa học: NC khả tự diễn biến p/u ∆GTP < : p/u tự xảy ∆GTP > : p/u không tự xảy ∆GTP = : p/u đạt t.thái cân Động hóa học: Nghiên cứu chế & Tốc độ phản ứng 1.Khái niệm chung Hệ số tỷ lượng Số số nguyên tử, phân tử ion chất tham gia tương tác ghi phương trình phản ứng hóa học Ví dụ 2KClO3 → 3O2 + 2KCl Hệ số tỷ lượng : 2, 3, 1.Khái niệm chung Phản ứng đơn giản P/u xảy giai đoạn Ví dụ : 2KClO3 → 3O2 + 2KC Phản ứng phức tạp P/u xảy qua nhiều giai đoạn Ví dụ Giai đoạn : Giai đoạn : P/u tổng : N 2O5 = N 2O3 + O2 N 2O3 + N 2O5 = 4NO2 N 2O5 = NO2 + O2 1.Khái niệm chung Phân tử số số phân tử (ng.tử, ion) tham gia vào phản ứng sơ cấp P/u đơn phân tử phản ứng có phân tử chất p/u biến thành sản phẩm I2 = 2I 1.Khái niệm chung P/u hai phân tử phản ứng có phân tử chất p/u biến thành sản phẩm 2HI = H2 + I2 NO + O3 = NO2 + O2 P/u ba phân tử phản ứng có phân tử chất p/u biến thành sản phẩm 1.Khái niệm chung Phản ứng đồng thể P/u xảy hệ đồng thể (chất p/u & sp pha) Ví dụ : H2(k) + N2(k) → NH3(k)  P/u : xảy điểm toàn thể tích  Phản ứng dị thể P/u xảy hệ dị thể (chất p/u & sp vài pha)  Ví dụ Zn(r) + HCl(l) → ZnCl2(l)+ H2(k)  P/u : xảy bề mặt phân chia pha 2.Vận tốc phản ứng Vận tốc p/u hoá học xác định biến thiên nồng độ chất tham gia tạo thành p/u đơn vị thời gian A+B=C+D C-nồng độ, mol/lit τ - thời gian, giây (phút, giờ) Vận tốc trung bình Dấu “+” : nồng độ sản phẩm Dấu “-” : nồng độ chất p/u  Vận tốc tức thời ∆C V =± ∆τ ∆C dC V = ± lim =± ∆τ →0 ∆τ dτ Cho phản ứng: aA + bB → cC + dD Vận tốc trung bình v pu Δ[A] Δ[B] Δ[C] Δ[D] =− ⋅ =− ⋅ =+ ⋅ =+ ⋅ a Δt b Δt c Δt d Δt Vận tốc tức thời v pu d[A] d[B] d[C] d[D] =− ⋅ =− ⋅ =+ ⋅ =+ ⋅ a dt b dt c dt d dt Phản ứng bậc hai đơn giản • Cho phản ứng bậc hai với tác chất A 1 = kt + [ A] t [ A] • Đường biểu diễn 1/[A]t theo t đường thẳng với độ dốc k tung độ gốc 1/[A]0 • Đường biểu diễn ln[A]t theo t đường thẳng Bán sinh phản ứng (Half-Life) t1/2  Bán sinh phản ứng (Half-Life) t1/2 phụ thuộc nồng độ đầu tác chất [A]o t1 = k [ A] • Một phản ứng có biểu thức vận tốc dạng: rate = k[A][B], phản ứng có bậc chung bậc hai bậc theo A B • 3.Thuyết va chạm Từ quan sát cho thấy vận tốc phản ứng (The Collision Model) phụ thuộc vào nồng độ nhiệt độ, người ta đưa lý thuyết nhẳm giải thích kết quan sát The collision model: • Để phản ứng xảy ra, phân tử phải va chạm đủ mạnh với • Số lần va chạm nhiều, vận tốc phản ứng lớn Thuyết va chạm Thuyết va chạm • Số phân tử diện nhiều, khả va chạm lớn, vận tốc lớn • Nhiệt độ cao, phân tử sở hữu nhiều lượng, vận tốc lớn • Lưu ý: Không phải va chạm dẫn đền phản ứng Thực phần nhỏ số va chạm dẫn đến tạo thành sản phẩm • Để phản ứng xảy ra, phân tử phải va chạm hướng với lượng đủ lớn tạo thành sản phẩm THUYẾT VA CHẠM HOẠT ĐỘNG Sự định hướng không gian tiểu phân va chạm ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng I- + CH3 –Br → I…… CH3…….Br →I_ CH3 +BrChất phản ứng Phức chất hoạt động Định hướng không thuận lợi Sản phẩm Định hướng thuận lợi Định hướng không gian Va chạm có hiệu Va chạm không hiệu Năng lượng họat hóa (Activation Energy) Theo Arrhenius: Các phân tử phải sở hữu lượng tối thiểu phản ứng xảy Tại sao? Vì: • Để tạo thành sản phẩm, phải có trình đứt nối xảy tác chất • Quá trình đứt nối cần lượng Năng lượng họat hóa Ea lượng tối thiểu để khơi mào phản ứng hóa học Activation Energy Hóa Đại cương A2 Chương 25 Chất xúc tác     Tham gia vào phản ứng Làm thay đổi tốc độ phản ứng Không có mặt sản phẩm Giữ nguyên lượng & Chất Xúc tác dị thể Ứng dụng xúc tác Mâm đựng xúc tác Fe Mâm chuyển hóa Các khí đ­îc trộn làm N2 H2 N2 H2 không p/u Máy nén P=200 atm T=450°C N2 H2 NH3 Buồng làm lạnh NH3 đóng thùng Sản xuất amoniac N2+ 3H2  2NH3 Sản xuất H2SO4 Xúc tác Enzin Sản xuất rượu Etylic C2H5OH Xúc tác : men Xúc tác Enzin Sản xuất rượu bia Men vi sinh vật [...]... Q trình đứt nối cần năng lượng Năng lượng họat hóa Ea là năng lượng tối thiểu để khơi mào một phản ứng hóa học Activation Energy Hóa Đại cương A2 Chương 3 25 Chất xúc tác     Tham gia vào phản ứng Làm thay đổi tốc độ phản ứng Khơng có mặt trong sản phẩm Giữ ngun lượng & Chất Xúc tác dị thể 4 Ứng dụng của xúc tác Mâm đựng xúc tác Fe 3 Mâm chuyển hóa 1 Các khí đ­ỵc trộn đều và làm sạch N2 H2 N2... đủ lớn mới tạo thành sản phẩm THUYẾT VA CHẠM HOẠT ĐỘNG Sự định hướng khơng gian giữa các tiểu phân va chạm cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng I- + CH3 –Br → I…… CH3…….Br →I_ CH3 +BrChất phản ứng Phức chất hoạt động Định hướng khơng thuận lợi Sản phẩm Định hướng thuận lợi Định hướng khơng gian Va chạm có hiệu quả Va chạm khơng hiệu quả Năng lượng họat hóa (Activation Energy) Theo Arrhenius: Các phân... k.[HI]2 Ví dụ: Phản ứng bậc 3/2 CH3CHO (k) → CH4 (k) CO (k) v = k.[CH3CHO]3/2 Hằng số vận tốc phản ứng a.Ý nghóa của k: v = k.[A] [B] m n Khi [A] =[B] =1  v = k  k: vận tốc riêng của phản ứng b.Phương trình Arrhenius k = k 0 e − E* RT k0 : hằng số đối với mỗi phản ứng E*: năng lượng hoạt hóa T : nhiệt độ tuyệt đối R = 8,314J/mol.K = 1,987cal/mol.K  k phụ thuộc nhiệt độ Hằng số vận tốc của một vài... t1/2 là thời gian để nồng độ tác chất giảm còn một nửa so với ban đầu • Tức là half life, t1/2 , là thời gian để nồng độ tác chất A giảm từ [A]0 xuống ½[A]0 • Biểu thức của t1/2 t1 = − 2 ln 1 k 2 = 0 .69 3 k Phản ứng bậc hai đơn giản • Cho phản ứng bậc hai với chỉ một tác chất A 1 1 = kt + [ A] t [ A] 0 • Đường biểu diễn 1/[A]t theo t là một đường thẳng với độ dốc k và tung độ gốc 1/[A]0 • Đường biểu