Hóa vô cơ chương 4

Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỘNG HÓA HỌC - Nội dung nghiên cứu động hóa học - Phản ứng hóa học: hệ số tỉ lượng, phản ứng đơn giản phức tạp, chế phản ứng, phản ứng Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 4.2 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG 4.2.1 Khái niệm tốc độ phản ứng: - Đònh nghóa: Tốc độ phản ứng hóa học số tác dụng đơn vò thời gian đơn vò thể tích (đối với phản ứng đồng thể) đơn vò Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương -Thực tế thường dùng đại lượng tỉ lệ với số tác dụng này: độ thay đổi nồng độ (mol/lit) chất phản ứng hay sản phẩm phản ứng đơn vò thời gian, quan sát thay đổi màu sắc, độ đục Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương -Tốc độ trung bình (trong khoảng thời gian): * Đối với phản öùng A + B = C + D  Tính theo chất phản ứng: nồng độ chất A hay B thời điểm 1 C  C1 C C tốc C1, thời điểm 2    1  độ trung bình phản ứng Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương  Tính theo sản phẩm: nồng độ chất D hay E thời điểm 1 C’1 thời điểm 2 C’2 tốc độ trung ' ' phản C ứng  C1 C   bình gian là:   1 khoảng thời  C    Tổng quát: Dấu : chất phản ứng, dấu +: sản phẩm Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương * Đối với phản ứng tổng quát aA + bB = dD + eE CA CB v     a  b  CD CE     d  e  Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương - Tốc độ tức thời (tính thời điểm  đònh): Phản ứng: a A + b B = d D + e E dC A dCB v �  � a d b d dCD dCE  �  � d d e d Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương - Các yếu tố ảnh hưởng: nồng độ, nhiệt độ, xúc tác 4.2.2 Ảnh hưởng nồng độ chất phản ứng: a- Đònh luật tác dụng khối lượng: - Muốn cho phản ứng xảy tiểu phân chất phản ứng phải va chạm nhau, tốc độ phản ứng Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương Đònh luật tác dụng khối lượng Guldberg Waage: Trong hệ đồng thể, nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với tích số nồng độ chất phản ứng với số mũ hệ số tỉ lượng chất phản ứng Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương -Hằng số tốc độ k, nghóa tốc độ phản ứng, đònh yếu tố lượng (entanpi H) hình học (entropi S): E* nhỏ, S* lớn k bé phản ứng xảy chậm; ngược lại E* lớn, S* bé phản ứng xảy nhanh - Tóm lại theo thuyết hoạt hóa: tăng nồng độ chất phản ứng làm tăng số tiểu phân hoạt động, làm Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 4.2.5 Ảnh hưởng chất xúc tác: a- Khái niệm xúc tác:  Chất xúc tác chất làm tăng tốc độ phản ứng gây nên phản ứng (nếu phản ứng xảy ra) - Chất chếít chùng tốc độ Lượng ức dùng hơnchất chấtlàm phản phản nhiều ứng lần chậm lại - Các đặc điểm chất xúc Không thay đổi lượng cũngtác: thành phần tính chất hóa học sau phản ứng (về lý thuyết) Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương  Đònh nghóa: Chất xúc tác chất làm tăng tốc độ phản ứng tham gia vào tương tác hóa học với chất phản ứng giai đoạn trung gian, sau phản ứng phục hồi giữ nguyên lượng thành phần tính chất hóa học  Xúc tác đồng thể chất xúc tác pha với hỗn hợp phản ứng, chất xúc tác có pha khác với Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương Ví dụ: phản ứng oxyhóa khí SO2 thành khí SO3 dùng hỗn hợp khí NO NO2 làm xúc tác trình xúc tác đồng thể, dùng bột V2O5 làm xúc tác trình xúc tác dò thể Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương  Phản ứng xúc tác enzim phản ứng hóa học xảy tác dụng xúc tác chất anbumin đặc biệt gọi enzim (men) Những phản ứng phản ứng hóa học xảy thể sinh vật Ưu điểm xúc tác enzim có tính chọn lọc cao phản ứng xúc tác enzim xảy nhiệt độ thường, Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương b -Tác dụng chất xúc tác:  Làm giảm lượng hoạt hóa cách thay đổi chế phản ứng Đối với trình xúc tác đồng thể: chất xúc tác tham gia tạo phức chất hoạt động làm giảm lượng hoạt hóa phản ứng Bài giảng HÓA ĐẠI ĐểCƯƠNG minh họa xét phản ứng AB: Chương A + B = E1* - Không có xúc tác: A + B  A -B  AB E*2 - Có xúc tác K: A + K  A -K  AK AK + B  AK -B  AB+ K * E3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương Cả làm E*2 E*3 E1* nhỏ cho phản ứng có xúc tác xảy nhanh hơn, đưa đến phản ứng xảy nhanh xúc tác Ví dụ: phản ứng CH3CHO(k)  CH4(k) + CO(k) không dùng xúc tác có E*=45,5 kcal/mol, dùng iot làm xúc tác có E* = 32,5 kcal/mol Nhờ giảm lượng hoạt hóa mà tốc độ phản ứng tăng lên 500000 lần 500oK Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương  Phản ứng dây chuyền phản ứng gồm nhiều tương tác hóa học (tác dụng đơn giản) xảy liên tiếp nhau, lặp di lặp lại (các mắt xích) với tham gia tiểu phân đặc biệt gọi gốc tự Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương Gốc tự tiểu phân không bão hòa hóa trò (H., O., OH., Cl., phân tử bò phá vỡ tác dụng chiếu sáng, đốt nóng, phóng điện … tạo thành, có khả phản ứng lớn gốc tự tham gia phản ứng xuất nhiều gốc tự tiếp tục phản ứng …tạo dây chuyền Phản ứng dây chuyền có Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương  Cung cấp gốc tự tạo phản ứng dây chuyền, phản ứng xảy mãnh liệt (nổ) có lượng hoạt hóa nhỏ không nói Ví dụ: Tốc độ phản ứng 2CO + O2 = 2CO2 tăng lên mạnh dùng nước làm xúc tác nước cung cấp gốc tự H., O., OH tạo phản ứng dây chuyền OH + CO = CO2 + H Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương  Phản ứng quang hóa phản ứng hóa học xảy tác dụng ánh sáng Ánh sáng tác nhân cung cấp lượng cho phản ứng tạo gốc tự Phản ứng quang hóa tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng hấp thụ được, chất phản ứng hấp thụ photon ánh sáng sinh tối đa gốc tự do, xảy cách bình thường Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương Phản ứng quang hóa, hấp thụ ánh sáng đóng vai trò kích thích phản ứng xảy ra, phản ứng tự xảy không phụ thuộc vào lượng ánh sáng hấp thụ, nghóa chất phản ứng hấp thụ photon lại sinh nhiều gốc tự do, xảy theo kiểu dây chuyền Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương Ví dụ: phản ứng tổng hợp HCl từ H2 Cl2 chiếu sáng xảy theo kiểu chuyền: Cl : daây Cl  Cl ; Cl + H : H  HCl + H ; H + Cl : Cl  HCl + H … Phản ứng loại gọi phản ứng quang xúc tác ... nói trên, tăng nhiệt độ từ 30oC lên Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 4. 2 .4- Lý thuyết hoạt hóa lượng hoạt hóa, entropi hoạt hóa: - Năng lượng hoạt hóa (E*): * Muốn va chạm có hiệu (xảy phản ứng)... giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 4. 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỘNG HÓA HỌC - Nội dung nghiên cứu động hóa học - Phản ứng hóa học: hệ số tỉ lượng, phản ứng đơn giản phức tạp, chế phản ứng, phản ứng Bài giảng HÓA... ứng Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 4. 2 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG 4. 2.1 Khái niệm tốc độ phản ứng: - Đònh nghóa: Tốc độ phản ứng hóa học số tác dụng đơn vò thời