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 6 : ĐỘNG HỌC Giảng Viên : Nguyễn Hoàng Việt

NỘI DUNG

a,Định nghĩa.

b,Ảnh hưởng của nồng độ (áp suất) đến tốc độ phản ứng

c,Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

tốc độ phản ứng phụ thuộc vào bình phương [A], không phụ thuộc nồng độ của B

Tóm lại : tăng nồng độ chất phản ứng sẽ tăng tốc độ phản ứng.

O  

1 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

o Phương trình tốc độ của phản ứng đồng thể :

• Phản ứng bậc 1 : A + B  C + D

- Là phản ứng khi tốc độ phản ứng tỉ lệ bậc 1 với nồng độ của 1 chất tham gia phản ứng

- Với a là nồng độ ban đầu của A

x là độ giảm sau thời gian t

(a – x ) là nồng độ của A còn lại ở thời điểm bất kì nào

 =>

Tích phân được

O  

1 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

Từ nhận thấy t và lg(a – x ) có quan hệ tuyến tính với hệ số góc bằng

O  

1 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

• Phản ứng bậc 2 : A + B  C + D

- Là phản ứng khi tốc độ phụ thuộc vào hai số hạng nồng độ

- Tốc độ tuân theo phương trình :

1 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

- Dùng hệ tọa độ t và ta sẽ có đường thẳng với gọc nghiêng

O  

1 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

Phương trình động học đối với một số trường hợp quan trọng

1 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

Phương trình động học đối với một số trường hợp quan trọng

1 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

- Sau khi tích phân :

- Với E là năng lượng hoạt hóa

O  

1 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

- E đặc trưng cho phản ứng và xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

- E được xem là năng lượng tối thiểu mà phân tử phải có để phản ứng có thể xảy ra

2 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

a) Định nghĩa

•) Phản ứng dị thể là phản ứng xảy ra khi số pha lớn hơn 1

•) Đặc trưng của phản ứng là mặt phân cách

•) Tốc độ của phản ứng được xác định bởi tốc độ từng bước riêng lẻ, bước có tốc độ chậm hơn các bước khác thì nó quyết định tốc độ của phản ứng

•) Dựa vào mặt phân cách để chia phản ứng dị thể thành 5 loại :

R – K L – K

R – L L – L (2 chất lỏng không hòa tan nhau )

R – R

• Hấp phụ

• OXH kim loại

• Phân hóa cacbonat…

R + L1  L2

R + L1  L2 R1 + L1  R2 + L2

• Nóng chảy

• Hòa tan – kết tinh

• Hòa tách

• Ximăng hóa

2 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

R1 + R2 R3 + K R1 + R2 R3 + R4

Thiêu kết, biến pha

HN oxit bằng C

HN oxit bằng kim loại

L1 + K1  L2 + K2 L1 + K  L2

Bốc hơi – ngưng tụ Hấp phụ

Luyện thép theo phương pháp khí

L – L L1 L2 Chiết ly lỏng

Phản ứng xỉ - KL

2 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

• Không đúng tỷ lượng:

2 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

• Tạp chất

- Tạp như là trung tâm hoạt tính

- Ảnh hưởng lớn tới động học

2 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

d) Các yếu tố ảnh hưởng đặc trưng của phản ứng dị thể

o)Tốc độ dòng :

-) Ví dụ ở phản ứng R – L : khi tăng tốc độ khuấy sẽ tăng tốc độ hòa tan ( trong miền động học khuếch tán ) ,

ở miền động học hóa học thì sẽ độc lập với tốc độ khuấy

-) Tuân theo phương trình :

Với D là hệ số khuếch tán

δ là chiều dày

O  

2 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

e) Phương trình tốc độ tổng quát

o)Khuếch tán qua lớp sản phẩm rắn

O  

a, Định nghĩa

b, Phân loại

3 XÚC TÁC

a) Định nghĩa

-) Quá trình xúc tác là quá trình làm thay dổi tốc độ của 1 phản ứng hóa học có 1 hay nhiều chất phản ứng nhờ vào sự tham gia của 1 chất thêm gọi là chất xúc tác.

-) Chất xúc tác không bị mất đi trong quá trình phản ứng

-) Vai trò của chất xúc tác là làm giảm năng lượng hoạt hóa của chất tham gia phản ứng và đẩy mạnh tốc

độ phản ứng

-) Chất xúc tác vật lý có tác dụng làm thay đổi tính chất vật lý của chất bị tác dụng Ví dụ chất gây đông tụ.

3 XÚC TÁC

3 XÚC TÁC

b) Phân loại

o)Chất xúc tác đồng thể : là chất xúc tác trong đó pha của chất xúc tác cùng pha với chất phản ứng

-) CXT tương tác với chất phản ứng tạo sản phẩm trung gian kém bền

-) Sự hình thành sản phẩm trung gian là phản ứng thuận nghịch

-) Sản phẩm trung gian phân hủy chậm, không thuận nghịch hình thành sản phẩm cuối giải phóng ra chất xúc tác

-) Tốc độ chung của phản ứng tỷ lệ với [sản phẩm] trung gian, chứ không tỷ lệ với [chất phản ứng]

-) [CXT] ở trạng thái tự do nằm cân bằng với [sản phẩm] trung gian

3 XÚC TÁC

o Chất xúc tác dị thể :là xúc tác trong đó chất xúc tác ở khác pha với chất phản ứng.Chất xúc tác dị thể thường là chất rắn và phản ứng xảy ra trên bề mặt chất xúc tác Thường gặp nhất là những hệ xúc tác dị thể gồm pha rắn và pha khí Ðặc điểm của phản ứng xúc tác dị thể là phản ứng diễn ra nhiều giai đoạn, có hai đặc trưng:

- Quá trình xảy ra ở lớp đơn phân tử trên bề mặt chất xúc tác Ðặc trưng này thể hiện ở chỗ trong xúc tác dị thể thì khuếch tán và hấp phụ đóng vai trò quan trọng

- Chất xúc tác không phải là những phân tử, ion riêng rẽ mà là một tổ hợp những nguyên tử, ion