Bài giảng Hóa học đại cương - Chương 8: Động hóa học

Phương trình toán mô tả quan hệ của tốc độ tức thời với nồng độ các chất phản ứng được gọi là phương trình tốc độ phản ứng hay phương trình động học... Trải qua nhiều giai đọan tr[r]

(1)

LOGO

PowerPoint Template PowerPoint Template

www.themegallery.com

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 CHƯƠNG 8: ĐỘNG HÓA HỌC

8.1 Vận tốc phản ứng

8.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng

Enter

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 I wonder what

happens if I mix these two solutions…

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 WOW, that was

really FAST

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 It was also

(2)

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 I wonder if I should

be wearing my goggles?

Back

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 8.1 Vận tốc phản ứng

1 Tốc độ trung bình tốc độ tức thời 8.1.2

Khái niệm vận tốc phản ứng

8.1.1

8.1.3 Phương pháp xác định tốc độ phản ứng

Back

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 8.1.1 Khái niệm vận tốc phản ứng

Tốc độ phản ứng hóa học đại lượng

đặc trưng cho diễn biến nhanh hay chậm phản ứng hóa học

Tốc độ phản ứng hóa học biến thiên

nồng độ chất tham gia phản ứng chất thành đơn vị thời gian

V = Nồng độ sau – nồng độ trước

Thời gian sau – thời gian trước = ∆[C]

∆ t

Back Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 8.1.2 Tốc độ trung bình tốc độ tức thời

Tốc độ trung bình phản ứng :

V = ± ∆C/∆t

Tốc độ tức thời phản ứng:

V = lim v ∆t→0 = ± dC/dt

t ] F [ f 1 t

] E [ e 1 t

] B [ b 1 t

] A [ a 1 rate

∆ ∆ = ∆ ∆ = ∆ ∆ − = ∆ ∆ − =

aA + bB + … = eE + fF + …

Back

8.1.3 Phương pháp xác định tốc độ phản ưng Ví dụ xét phản ứng phân hủy N2O5 2N2O5 (k) 2N2O4 (k) + O2 (k) - N2O5 phân hủy, N2O4 giữ lại dung dịch O2 thu qua ống đong

8.1.3 Phương pháp xác định tốc độ phản ưng

Gas buret

(3)

900 600 300 T(s) 3000 2400 1800 1200 7800 6600 5400 4200 2.18 1.15 VO2 5.36 3.95 3.11 8.75 7.42 6.50 10.53 10.17 9.62

Kết thí nghiệm Back Enter

0 10 12

0 2000 4000 6000 8000

0 10 12

0 2000 4000 6000 8000

T(s)

VO2(ml)

Tốc độ oxi giảm thời gian

Back Enter

8.1.3 Phương pháp xác định tốc độ phản ưng Tốc độ trung bình:

Tốc độ giải phóng O2 =

∆ V (O2) ∆ t

0.0031 900 0.0034 600 0.0038 300

VO*2

T(s)

0.0015 3000 0.0019 2400 0.0024 1800 0.0028 1200

Back

Click xem violip

8.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng

8.2.1 Nồng độ 8.2.2 Cơ chế bậc phản ứng 8.2.3 Nhiệt độ 8.2.4 Xúc tác

Vận tốc

Phản ứng

Back

8.2.1 Ảnh hưởng nồng độ

Định luật tác dụng khối lượng

Trong hệ đồng thể, nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với tích số nồng độ chất phản ứng (kèm theo số mũ thích hợp)”

Phương trình tốn mơ tả quan hệ tốc độ tức thời với nồng độ chất phản ứng gọi phương trình tốc độ phản ứng hay phương trình động học

Back Enter

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 8.2.1 Ảnh hưởng nồng độ

Tốc độ phản ứng V= k Cm A.CnB

Trong đó:

- k: số tốc độ phản ứng

- CA CB: nồng độ mol/l chất A chất B thời điểm khảo sát

- m, n: bậc phản ứng chất A B, bậc phản ứng xác định thực nghiệm

aA + bB = cC + dD

(4)

Back Enter

1 Click xem violip

2 Click xem violip 3 Click xem violip

Đối với chất khí nồng độ thay

bằng áp suất riêng phần chúng

- Với PA PB áp suất riêng phần chất A B thời điểm khảo sát

V= k.Pm A.PnB

Back

8.2.2 Ảnh hưởng chế bậc phản ứng Bậc phản ứng đại lượng thực

nghiệm, tổng số mũ nồng độ phương trình động học Bậc phản ứng cho biết ảnh hưởng tổng quát nồng độ lên vận tốc phản ứng

- phản ứng bậc không: m=n=0 - phản ứng bậc m+n=1 - phản ứng bậc hai m+n=2 - phản ứng bậc ba m+n=3

Back Enter

8.2.2 Ảnh hưởng chế bậc phản ứng Phản ứng hóa học xảy phức tạp Trải qua nhiều giai đọan trung gian Giai đọan chậm giai đoạn

quyết định tốc độ phản ứng

Mỗi giai đoạn trình Tập hợp trình gọi chế

phản ứng Ví dụ:

4Fe2+ + O

2 = 4Fe3+ + 2H2O Back Enter

8.2.2 Ảnh hưởng chế bậc phản ứng

4Fe2+ + O

2 = 4Fe3+ + 2H2O - Phản ứng trải qua giai đoạn sau: Fe2+ + O

2→ Fe3+ + O2- O2- + H+→ HO

2 Fe2+ +HO

2.→ Fe3+ + HO2- HO2- + H+ → H

2O2

H2O2 + Fe2+→ Fe3+ + OH- + O.H Fe2+ + O.H → Fe3+ + OH- OH- + H+→ H

2O

8.2.3 Ảnh hưởng Nhiệt độ

(5)

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 8.2.3.1 Ảnh hưởng Nhiệt độ

Đa số vận tốc phản ứng hóa học

tăng theo nhiệt độ

Ví dụ:

H2(k)+O2(k)=H2O∆G0298=-54,635kcal/mol

- Phản ứng 6000C xảy nhanh

- Theo Van’t Hoft: Hầu hết tốc độ phản ứng tăng theo nhiệt độ, nhiệt độ tăng 10 độ tốc độ tăng lên 2-4 lần

Back Enter

Trong đó: γ hệ số nhiệt độ

V1 tốc độ phản ứng nhiệt độ t1 V2 tốc độ phản ứng nhiệt độ t2

2

2 10

1

t t

v

v γ

− =

Back Enter

1 Click xem violip 2 Click xem violip

Năm 1889, Arrhenius người Thụy Điển

đưa phương trình thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ số vận tốc với nhiệt độ

Trong đó:

- k: số vận tốc phản ứng - R: số khí

- Ea: lượng hoạt hóa

dlnk dT

Ea RT2 =

Back Enter

Phương trình Arrhenius viết

dạng:

Lấy tích phân phương trình từ

nhiệt độ T1 đến T2 ta được:

k = k0 x e

-Ea RT

dlnk dT

Ea RT2 =

[ ]

kT2 kT1

-Ea R =

ln

T2 -

T1

Back

8.2.3.2 Thuyết va chạm hoạt động

Điều kiện để phản ứng hóa học xảy

các phân tử chất tham gia phản ứng phải va chạm tương tác với

Phải làm yếu làm đứt để tạo thành

liên kết

Xây dựng liên kết đòi hỏi phải tiêu tốn

một lượng định

Vận tốc tỷ lệ thuận với số lần va chạm

hiệu

Back Enter

8.2.3.2 Thuyết va chạm hoạt động

Năng lượng dư mà phân tử có để

va chạm chúng dẫn đến hình thành chất gọi lượng họat hóa (Ea đơn vị kcal/mol; kj/mol)

Năng lượng hoạt hóa lượng cần

thiết để đưa phân tử có lượng trung bình lên trạng thái hoạt động

(6)

Cho thấy biến đổi Năng lượng giai

Đoạn phản ứng

Giản đồ lượng phản ứng

∆H

Năng lượng Hoạt hóa

Thế

Tọa độ phản ứng

Enter Back

Giản đồ lượng phản ứng

Năng lượng hoạt hoá Thế

thay đổi

Th

ế

n

ă

n

g

Chiều trình

Enter Back

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 8.2.3.2 Thuyết va chạm hoạt động

Back

8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp (Thuyết phức chất hoạt động) Thời điểm va chạm phân tử hoạt

động, mối liên kết cũ bị yếu (chưa phá vỡ) liên kết hình thành trạng thái trung gian gọi trạng thái chuyển tiếp(khơng bền) có lượng dự trữ lớn

Phức chất hoạt động tồn thời

gian ngắn

Khi phân hủy thành sản phẩm kèm theo giải

phóng lượng

Enter Back

8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp (Thuyết phức chất hoạt động) Năng lượng hoạt hóa lượng tiêu

tốn để chuyển chất tham gia pư trạng thái thành phức hoạt động

Để thấy rõ quan hệ chất đầu, trạng

thái chuyển tiếp, sản phẩm Người ta dùng đồ thị phản ứng

H - H H… H H H

H2 + I2 = 2HI

8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp (Thuyết phức chất hoạt động) Với:

- EH-H:năng lượng liên kết H2=104kcal/mol

- EI-I:năng lượng liên kết I2=36kcal/mol

- EH-I:năng lượng liên kết HI=72kcal/mol

- Eat: lượng hoạt hóa phản ứng

thuận= 40kcal/mol

- Ean:năng lượng hoạt hóa phản ứng

(7)

8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp (Thuyết phức chất hoạt động) Hiệu ứng nhiệt phản ứng tiến

hành cách làm đứt liên kết H2 và I2 là:

∆H = ∑Elktc +∑Elksp =(EH-H + EI-I)- 2EHI = (104+36) – 2.72 = -4 kcal/mol Năng lượng hoạt hóa trường hợp

này là:

Eat = EH-H + EI-I = 104+36 = 140 kcal/mol

Ean= 2EH-I = 2.72 = 144 kcal/mol

Enter Back

8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp (Thuyết phức chất hoạt động) Năng lượng họat hóa nhỏ có

nhiều phân tử trở thành phân tử hoạt động, vận tốc pư lớn

Phản ứng có lượng hoạt hóa từ

10-30kcal/mol tiến hành với vận tốc đo

Phản ứng có lượng hoạt hóa lớn

30kcal/mol nhiệt độ thường xảy chậm

Back

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 8.2.4 Ảnh hưởng xúc tác

8.2.4.1 Khái niệm chất xúc tác

8.2.4.2 Phân loại chất xúc tác

8.2.4.3 Tính chất xúc tác

8.2.4.4 Cơ chế xúc tác

Back

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 8.2.4.1 Khái niệm chất xúc tác

Khái niệm:

Chất xúc tác chất tham gia vào giai đoạn phản ứng làm tăng tốc độ phản ứng, sau phục hồi tách khỏi sản phẩm phản ứng mà khơng bị biến đổi tính chất hoá học lượng

Back Click xem violip

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 Xúc tác

1

2

Đồng thể

Dị thể Enzym

8.2.4.2 Phân loại chất xúc tác

Back

Gv: Quach An Binh Thang 8-2009 Xúc tác đồng thể

- Xúc tác đồng thể: có pha với chất tham gia phản ứng (dung dịch axit, bazơ, muối kim loại chuyển tiếp…)

-Ví dụ: Nhiệt phân dietyl ete pha khí với xúc tác đồng thể iot:

C2H5OC2H5 + I2→ CH3CH2I + HI + CH3CHO

CH3CH2I + HI → CH3CH3 + I2

CH3CHO → CH4 + CO

Bài giảng Hóa học đại cương - Chương 8: Động hóa học

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan