các quá trình động học xảy ra

quá trình động học trong luyện kim . .

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN VIỆN KH & KTVL HÓA LÝ LUYỆN KIM CHƯƠNG : ĐỘNG HỌC Giảng Viên : Nguyễn Hoàng Việt NỘI DUNG ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ XÚC TÁC ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ a,Định nghĩa b,Ảnh hưởng nồng độ (áp suất) đến tốc độ phản ứng c,Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ a) O   Định nghĩa •) Phản ứng đồng thể phản ứng xảy pha Nghĩa chất tham gia phản ứng sản phẩm phản ứng pha khí, pha lỏng •) Tốc độ phản ứng đồng thể phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng ( áp suất ) nhiệt độ ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ b) O   Ảnh hưởng nồng độ ( áp suất ) đến tốc độ phản ứng o)Hằng số tốc độ : - Đối với phản ứng : A + B  C + D Thì tốc độ : v = k.[A][B]  tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ A B -) Đối với phản ứng : 2A + B  C + D Thì tốc độ : v = k’ tốc độ phản ứng phụ thuộc vào bình phương [A], không phụ thuộc nồng độ B Tóm lại : tăng nồng độ chất phản ứng tăng tốc độ phản ứng ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ o số cân : O Hằng   - Xét phản ứng : A + B  C + D TH1 (1 – 0,667) (1 – 0,667) 0,667 0,667 TH2 (2 – 0,845) (1 – 0,845) 0,845 0,845  số cân phản ứng không bị ảnh hưởng tốc độ phản ứng tăng với nồng độ chất phản ứng mà cân chuyển dịch sang phải ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ o trình tốc độ phản ứng đồng thể : O Phương   • Phản ứng bậc : A + B  C + D - Là phản ứng tốc độ phản ứng tỉ lệ bậc với nồng độ chất tham gia phản ứng - Với a nồng độ ban đầu A x độ giảm sau thời gian t  (a – x ) nồng độ A lại thời điểm  =>  Tích phân ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ Từ nhận thấy t lg(a – x ) có quan hệ tuyến tính với hệ số góc O  ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ ứng bậc : A + B  C + D • Phản O   - Là phản ứng tốc độ phụ thuộc vào hai số hạng nồng độ Tốc độ tuân theo phương trình : Với a, b nồng độ tương ứng x lượng chất phản ứng sau thời gian  - Tích phân ta : ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ - Dùng hệ tọa độ t ta có đường thẳng với gọc nghiêng O  b) ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ Các kiểu phản ứng dị thể Mặt phân cách Kiểu R–K R1 + K  R2 R1 K + R2 R1 + K1  R2 + K2 R–L RL R + L1  L2 R + L1  L2 R1 + L1  R2 + L2 Ví dụ • • • • • • • Hấp phụ OXH kim loại Phân hóa cacbonat… Nóng chảy Hòa tan – kết tinh Hòa tách Ximăng hóa ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ Mặt phân cách Kiểu R–R R1  R2 L-K Thiêu kết, biến pha R1 + R2 R3 + K HN oxit C R1 + R2 R3 + R4 HN oxit kim loại LK L1 + K1  L2 + K2 L1 + K  L2 L–L Ví dụ L1 L2 Bốc – ngưng tụ Hấp phụ Luyện thép theo phương pháp khí Chiết ly lỏng Phản ứng xỉ - KL ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ c) Mặt phân cách o)Bản chất: khuyết tật mạng, không tỷ lượng tạp chất mặt phân cách ảnh hưởng tới tốc độ •) phản ứng Khuyết tật mạng : • ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ Không tỷ lượng: • - ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ Tạp chất Tạp trung tâm hoạt tính Ảnh hưởng lớn tới động học o o o ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ Ảnh hưởng dạng kết tinh : độ hòa tan tốc độ phản ứng khác dạng kết tinh khác số chất rắn Diện tích mặt phân cách : phản ứng dị thể, phân tử phản ứng chuyển từ pha sang pha khác nên tốc độ chuyển phụ thuộc vào diện tích phân cách ( hạt mịn nhanh hạt thô ) Dạng hình học mặt phân cách : phẳng hay đĩa tốc độ không thay đổi, dạng cầu hay viên trụ thay đổi diện tích phản ứng nên tốc độ thay đổi ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ d) Các yếu tố ảnh hưởng đặc trưng phản ứng dị thể O o) Tốc độ dòng : -) Ví dụ phản ứng R – L : tăng tốc độ khuấy tăng tốc độ hòa tan ( miền động học khuếch tán ) , -) miền động học hóa học độc lập với tốc độ khuấy Tuân theo phương trình : Với D hệ số khuếch tán δ chiều dày ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ o độ : O Nhiệt   - Quá trình động học khuếch tán phụ thuộc vào nhiệt độ hệ số khuếch tán phụ thuộc tuyến tính vào nhiệt độ : - Quá trình độc học hóa học phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ số tốc độ hóa học phụ thuộc vào nhiệt độ theo hàm mũ: ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ e) O   Phương trình tốc độ tổng quát o)Khuếch tán qua lớp sản phẩm rắn ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ o ứng hóa học bề mặt Rắn – Rắn O Phản   - Ở miền động học hóa học : - Ở miền động học khuếch tán qua lớp sản phẩm rắn không xốp : XÚC TÁC a, Định nghĩa b, Phân loại a) XÚC TÁC Định nghĩa -) Quá trình xúc tác trình làm thay dổi tốc độ phản ứng hóa học có hay nhiều chất phản ứng nhờ vào tham gia chất thêm gọi chất xúc tác -) -) Chất xúc tác không bị trình phản ứng -) Chất xúc tác vật lý có tác dụng làm thay đổi tính chất vật lý chất bị tác dụng Ví dụ chất gây đông tụ Vai trò chất xúc tác làm giảm lượng hoạt hóa chất tham gia phản ứng đẩy mạnh tốc độ phản ứng XÚC TÁC XÚC TÁC b) Phân loại o)Chất xúc tác đồng thể : chất xúc tác pha chất xúc tác pha với chất phản ứng -) CXT tương tác với chất phản ứng tạo sản phẩm trung gian bền -) Sự hình thành sản phẩm trung gian phản ứng thuận nghịch -) Sản phẩm trung gian phân hủy chậm, không thuận nghịch hình thành sản phẩm cuối giải phóng chất xúc tác -) Tốc độ chung phản ứng tỷ lệ với [sản phẩm] trung gian, không tỷ lệ với [chất phản ứng] -) [CXT] trạng thái tự nằm cân với [sản phẩm] trung gian o XÚC TÁC Chất xúc tác dị thể :là xúc tác chất xúc tác khác pha với chất phản ứng.Chất xúc tác dị thể thường chất rắn phản ứng xảy bề mặt chất xúc tác Thường gặp hệ xúc tác dị thể gồm pha rắn pha khí Ðặc điểm phản ứng xúc tác dị thể phản ứng diễn nhiều giai đoạn, có hai đặc trưng: - Quá trình xảy lớp đơn phân tử bề mặt chất xúc tác Ðặc trưng thể chỗ xúc tác dị thể khuếch tán hấp phụ đóng vai trò quan trọng - Chất xúc tác phân tử, ion riêng rẽ mà tổ hợp nguyên tử, ion ... O  ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ Phương trình động học số trường hợp quan trọng ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ Phương trình động học số trường hợp quan trọng ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ c) O   Ảnh hưởng... tán ) , -) miền động học hóa học độc lập với tốc độ khuấy Tuân theo phương trình : Với D hệ số khuếch tán δ chiều dày ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ o độ : O Nhiệt   - Quá trình động học khuếch tán... ứng xảy ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ a, Định nghĩa b, Các kiểu phản ứng dị thể c, Mặt phân cách d, Các yếu tố ảnh hưởng đặc trưng phản ứng dị thể e, Phương trình tốc độ tổng quát a) •) •) •) •) ĐỘNG