1. Trang chủ
  2. » Trung học cơ sở - phổ thông

powerpoint presentation tr­êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi khoa c«ng nghö ho¸ häc bé m«n ho¸ v« c¬ ®¹i c­¬ng tr¹ng th¸i ®çu tr¹ng th¸i cuèi nhiöt ®éng ho¸ häc kh¶ n¨ng tù diôn biõn giíi h¹n tr¹ng th¸i ®ç

37 12 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Nội dung

MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐỘNG HÓA HỌC.. Department of Inorganic Chemistry - HUT.[r]

(1)

Trườngưđạiưhọcưbáchưkhoaưhàưnội Trườngưđạiưhọcưbáchưkhoaưhàưnội

(2)

Tr¹ng­th¸i ®Çu

Tr¹ng­th¸i cuèi

Nhiệtưđộngưhoáưhọc

Kh¶ n¨ng tù diÔn biÕn

(3)

Tr¹ng­th¸i­®Çu

(4)

Khoa­häc­nghiªn­cøu­

DiÔn­biÕn­ph¶n­øng­ho¸­häc­theo­thêi­gian

độngưhoáưhọc

(5)

Nhiệmưvụưcủaưđộngưhoáưhọc

Nhiệmưvụưcủaưđộngưhoáưhọc

1 Nghiªn­ cøu­ c¬­ chÕ­ chuyÓn­ chÊt­

ban­®Çu­thµnh­s¶n­phÈm­cuèi.

2 Nghiªn­ cøu­ vËn­ tèc­ c¸c­ giai­

®o¹n­trung­gian.

(6)

CHƯƠNG I

MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐỘNG HÓA HỌC

Department of Inorganic Chemistry - HUT

1 Vận tốc phản ứng 1 Định nghĩa 2 Công thức tính

3 Các yếu tố ảnh hưởng

2 Ảnh hưởng của nồng độ lên vận tốc phản ứng 1 Phản ứng đồng thể

2 Phản ứng dị thể

3 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên vận tốc phản ứng 1 Qui tắc Van’t Hoff

2 Phương trình Arrhenius

4 Phương pháp thực nghiệm nghiên cứu vận tốc phản ứng 1 Phương pháp cô lập

(7)

vËn­tèc­ph¶n­øng

4Fe + 3O

4Fe + 3O22 + 2nH + 2nH22O = 2FeO = 2Fe22OO33.nH.nH22OO K

K22O.AlO.Al22OO33.6SiO.6SiO22 + CO + CO22 + nH + nH22O = KO = K22COCO33 + 4SiO + 4SiO22.(n-2)H.(n-2)H22O + AlO + Al22OO33.2SiO.2SiO22.2H.2H22OO

 

 

2H

2H

2

2

+ O

+ O

22

= 2H

= 2H

22

O

O

 

 HH22SOSO44 + Na + Na22SS22OO33 = H = H22SOSO33 + Na + Na22SOSO44 + S + S 5H

(8)

VËn­tèc­ph¶n­øng­®­îc­®o­b»ng­biÕn­thiªn­ VËn­tèc­ph¶n­øng­®­îc­®o­b»ng­biÕn­thiªn­

nồngưđộưcủaư1ưtrongưcácưchấtưthamưgiaư nồngưđộưcủaư1ưtrongưcácưchấtưthamưgiaư hoặcưtạoưthànhưsauưphảnưứngưtrongư1ưđơnư hoặcưtạoưthànhưsauưphảnưứngưtrongư1ưđơnư

vÞ­thêi­gian vÞ­thêi­gian

vËn­tèc­ph¶n­øng

đểưđặcưtrưngưchoưđộưnhanhư ưchậm

§¬n vÞ:

§¬n vÞ:

Đơn vị nồng độ Đơn vị thời gian

Nồng độ: mol/l

Thêi gian: phót. v =

(9)

VËn­tèc trung­b×nh

t

C

v

VËn­tèc tøc­thêi

dt

dC

t

C

v

t

 

lim

0

C = C2 C 1

t = t2 – t1

Dấu (+): Biến thiên nồng độ chất tạo thành Dấu (-): Biến thiên nồng độ chất tham gia

(10)

2­NO­+­O

2

­=­2­NO

2

dt

dC

d

dt

dC

c

dt

dC

b

dt

dC

a

v

1

A

1

B

1

C

1

D

aA + bB = cC + dD

G0

s (NO) = 86.69 kJ/mol

G0

s (NO2) = 51.84 kJ/mol

G0

s (O2) = 0 kJ/mol

G0

PU = - 69.7 kJ/mol

G0

PU < 0  Ph¶n øng tù x¶y ra

dt

O

d

dt

NO

d

v

[

]

[

]

2

1

2

ChÊt­tham­gia

dt

NO

d

v

[

]

2

1

2

(11)

1 Bản chất các chất 2 Nồng độ

3 Nhiệt độ 4 Xúc tác

vËn­tèc­ph¶n­øng

Cácưyếuưtố

ảnhưhưởng

1 ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh ho¸ häc víi vËn tèc mong muèn.

2 H¹n chÕ c¸c qu¸ tr×nh kh«ng cã lîi trong s¶n xuÊt

(12)

ảnhưhưởngưcủaưnồngưđộ

Lênưưvậnưtốcưphảnưứng

N¨m­1864

C.Guldberg­-­P.Waage

địnhưluậtưtácưdụngư

khốiưlượng

vậnưtốcưphảnưứngư-ư

nồngưđộưcácưchấtư

tham­gia

Phảnưứngưđồngưthể: cácưchấtưthamưgiaưởư

cïng­1­pha.­

Ph¶n­øng­dÞ­thÓ: c¸c­chÊt­tham­gia­

(13)

VËn­tèc­ph¶n­øng­tû­lÖ­thuËn­víi­tÝch­sè­

VËn­tèc­ph¶n­øng­tû­lÖ­thuËn­víi­tÝch­sè­

nồngưđộưcủaưưcácưchấtưthamưgiaưphảnưứng.

nồngưđộưcủaưưcácưchấtưthamưgiaưphảnưứng.

aA + bB = cC + dD

   

A

n

B

m

k

v

Ph ơng trình động học của phản ứng

ảnhưhưởngưcủaưnồngưđộ

(14)

ảnhưhưởngưcủaưnồngưđộ

Phản ứng đồng thể

   

A

n

B

m

k

v

Ph ơng trình động học của phản ứng

[A], [B] là nồng độ chất A và B tại thời điểm tính vận tốc, [mol/l]

n, m là hệ số xác định bằng thực nghiệm Nói chung n, m khác với a,b.

k là hằng số vận tốc, phụ thuộc vào bản chất chất tham gia, nhiệt độ, xúc tác …

Phươngưtrìnhưcơưbảnưcủaưđộngưhoáưhọc

n, m, k xác định bằng thực nghiệm

(15)

ảnhưhưởngưcủaưnồngưđộ

Ph¶n øng dÞ thÓ

C (r) + O

2

(k) = CO

2

(k)

 

2

 

2

'

const

O

k

O

k

v

phảnưứngưcóưchấtưrắnưthamưgiaưthìưnóưkhôngư cóưmặtưtrongưbiểuưthứcưtoánưhọcưcủaưđịnhư

(16)

ảnhưhưởngưcủaưnhiệtưđộ

Lênưưvậnưtốcưphảnưứng

­­Quy­t¾c­van’t­hoff

ưưPhươngưtrìnhưarrhenius

   

A

n

B

m

k

v

, )

(T

f

k 

v

(17)

ảnhưhưởngưcủaưnhiệtưđộ

Quy tắc Van’t Hoff

10

1

2

1 2

T

T

v

v

T1 cã vËn tèc lµ v1

T2 = T1 + 10 cã vËn tèc lµ v2 =  v 1

T3 = T1 + 20 cã vËn tèc lµ v3 = 2 . v 1

4

2

10 10

 

T T T T

k

k

v

v

- hệ số nhiệt độ cho biết vận

tèc t¨ng lªn

bao nhiªu lÇn

khi nhiệt độ

(18)

s

t

t

t

t

2

2

0

.

08

1

1

30 0 300

30

0 300

Mét ph¶n øng x¶y ra ë 0

0

C trong 1024 ngµy

Hái t¹i 300

0

C ph¶n øng x¶y ra trong bao l©u,

biết trong khoảng từ 0 đến 300

0

C có  = 2.

v tỷ lệ nghịch với thời gian, nếu coi nồng độ

là 1 mol/l thì ta có v = 1/t.

(19)

k

T­[K]

D¸ng­®iÖu­hµm­luü­thõa

T R

Ea

e

C

k

  C- thõa sè tr íc luü thõa

R- hằng số khí lý t ởng, 8.314 J/molK T- nhiệt độ tuyệt đối [K]

Ea- n¨ng l îng ho¹t ho¸ cña ph¶n øng

Ea

Năng l ợng cần thiết để chuyển phân tử có năng l ợng trung bình thành phân

tử hoạt động

(20)

lnk

1 t

­

1

­

2

C

T

R

E

k

a

1

ln

ln

§ êng th¼ng: lnk = f(1/T)

E

R

tg

R

E

tg

a a

1 2 1

2

1

1

ln

T

T

R

E

k

k

a

Trong khoảng nhiệt độ t ơng đối hẹp

(21)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Nghiªn­cøu­­vËn­tèc­ph¶n­øng

aA + bB = cC + dD

   

A

n

B

m

k

v

Cầnưxácưđịnh:ư hằng số vận tốc k Bậcưcủaưphảnưứng:ư n +m

Phươngưphápưcôưlập Phươngưphápưcôưlập

(22)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Nguyênưtắcưchung

dt

dC

B

A

k

v

[

]

n

[

]

m

Phươngưphápưcôưlập

[B]­=­const­ ­[B]­>>­[A]­

dt

A

d

A

k

v

1

[

]

n

[

]

XácưđịnhưđượcưbậcưvớiưchấtưAưlà:ư n

LàmưtươngưtựưvớiưchấtưB,ưxácưđịnhưđược:ư m

(23)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Nguyênưtắcưchung

Phươngưphápưtuyếnưtínhưhoáưsốưliệuưthựcưnghiệm

So­s¸nh­kÕt­qu¶­thùc­nghiÖm

Kếtưquảưtíchưphânưphươngưtrìnhưđộngưhọc

dt

A

d

A

k

(24)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Nguyênưtắcưchung

Phươngưphápưtuyếnưtínhưhoáưsốưliệuưthựcưnghiệm

dt

k

A

A

d

dt

A

d

A

k

v

1

n

1

]

[

]

[

]

[

]

[

Gi¶­sö:­n =1

0

1

ln[

]

]

ln[

A

t

k

t

A

[A]0ư ư– nồng độ ở thời điểm t = 0 [A]

(25)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Nguyênưtắcưchung

Phươngưphápưtuyếnưtínhưhoáưsốưliệuưthựcưnghiệm

Bằng thực nghiệm xác định [A] ở các t khác nhau

vẽ đồ thị ln[A] = f(t)

Nếu đồ thị là đ ờng thẳng thì giả thiết n = 1 là đúng và xác định đ ợc k1 = - tg1.

NÕu sai th× gi¶ thiÕt n kh¸c.

­

1

ln[A]

t

Gi¶­sö:­n­=1

k

(26)

Gi¶­sö­bËc­cña­chÊt

tíchưphânưphươngư trìnhưđộngưhọc

Xácưđịnhưthựcưnghiệmư nôngưđộưtheoưthờiưgian

Vẽưđồưthịư

Biếtưbậcưvàưxácưđịnhưk Choưnồngưđộư1ưchấtưbiếnưđổi

phï­hîp Ph¶n­øng

Phươngưtrìnhưđộngưhọc

(27)

HÖ sè gãc

HÖ sè gãc

tg

tg

]

[A

k 

0 ] ln[ ]

ln[A t  ktA

k

) ( ]

ln[A tf t

2

]

[A

k 

k

[

A

]

n

k

k

( 

n

1

)

0 ] [ 1 ] [ 1 A t k A t   

) ( ] [ 1 t f A t

 

 

0 1 1 1 ) 1 ( 1        n

n t A t n k A ) ( ] [ 1

1 f t

A nt 

n

n

1

1

2

2

n

n

v = - dC/dt

v = - dC/dt

TÝch ph©n

TÝch ph©n

(28)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Nguyênưtắcưchung

Cầnưđoưnồngưđộưởưcácưthờiưđiểmưt khácưnhau

Phươngưpháp

hoáưhọc

Từng thời điểm xác định

Lấy 1 l ợng mẫu xác định ra khỏi phản ứng Xác định nồng độ

Ph¶n øng vÉn tiÕp tôc x¶y ra.

LÊy mÉu lµm nhiÔu ph¶n øng.

Nghiªn cøu gi¸n ®o¹n ph¶n øng.

quan­hÖ­trùc­tiÕp quan­hÖ­trùc­tiÕp

(29)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Nguyênưtắcưchung

Phươngưpháp

hoáưlý

ưưkhôngưlàmưnhiễu.ưưchoưhiểuưbiếtưliênưtục. Cầnưđoưnồngưđộưởưcácưthờiưđiểmưt khácưnhau

®IÖn¸p xoay chiÒu

khuyếch đại

Vonmet chia độ [, S]

RC

RE

UC

®IÖn¸p xoay chiÒu

khuyếch đại

Vonmet chia độ [, S]

RC RE UC Conductivitymeter Spectrophotometer pHmeter quan­hÖ­trùc­tiÕp quan­hÖ­trùc­tiÕp c­=­ c­=­f(t)f(t)

quan­hÖ­gi¸n­tiÕp quan­hÖ­gi¸n­tiÕp

(30)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Phươngưphápưphổưtrắcưquang

I0ư=ưIRư+ưITư+ưIA độưhấpưthụ:ưAư= - lgT

Tư=ưITư/ưI0ư-ưđộưtruyềnưquaư[%] địnhưluậtưlamberư ưbeer

I

0

I

R

I

T

I

A

(31)

địnhưluậtưlamberư–ưbeer

C

l

A

(

)

 

n i i i n i

i

l

C

A

A

1 1

)

(

Dungưdịchưnồngư độưlo–ng Chứaư1ưchấtưhấpưthụ

Chứaưnhiềuưchấtưhấpưthụ l - độ dày cuvet C nồng độ

()- hệ số hấp thụ mol, đặc tr ng cho từng chất và phụ thuộc vào 

(32)

Buång mÉu

Bé läc

ThÊu kÝnh Khe ra s¸ng ThÊu kÝnh

Khe vµo s¸ng

ThÊu kÝnh

Cách tử Thay đổi độ

s¸ng 100% T §Ìn Tungsten

§Çu ®o quang

quan­hÖ­trùc­tiÕp quan­hÖ­trùc­tiÕp

c­=­ c­=­f(t)f(t)

quan­hÖ­gi¸n­tiÕp quan­hÖ­gi¸n­tiÕp

(33)

địnhưluậtưlamberư–ưbeer

l

dC

dA

S

C

l

A

(

)

(

)

­ ­=­f()

max

max­

L­=­const I0­=­const

S­max­khi­­max­ LËp­hµm:­­=­f()

C¸c­phÐp­®o­t¹i­max­­ cho­kÕt­qu¶­chÝnh­ x¸c­nhÊt

(34)

Phươngưphápưthựcưnghiệm

Xác định bậc phản ứng oxi hoá HCOOH bằng KMnO

4

2MnO

4-

+ 3HCOOH + 2H

3

O

+

= 2MnO

2

+ 3CO

2

+ 6H

2

O

tÝm

n©u

Dùngưmáyưđoưmậtưđộưquangưtrongưvùngưnhìnưthấyư ưtửưngoạiưgầnư(VIS-UV):ư340ư ư950ưnm

Spectronic­20D

Jenway­6300

HCOOH >> MnO4

(35)

dt

MnO

d

MnO

k

[

]

n

[

4

]

4 1  

k

t

MnO

MnO

t

  1 0 4 4

]

[

]

[

ln

l MnO A

t 0  0 1 [ 4 ]0 

l aq MnO MnO A t

t   (1 [ 4 ]2 [ 2 ])

l aq

MnO A

t    2 [ 2 ] 

 

[ ] ]

[MnO4 0 MnO2 aq

t

k

A

A

A

A

MnO

MnO

t

    1 0 0 4 4

)

(

)

(

ln

]

[

]

[

ln

1 – hÖ sè hÊp thô mol cña MnO4

(36)

t

k

A

A

A

A

MnO

MnO

t

    1 0 0 4 4

)

(

)

(

ln

]

[

]

[

ln

)

(

)

ln(

A

A

f

t

n =1

(37)

Reaction rates and Marcus theory (1)

Transition state theory

A + B C

Reaction coordinate

F

re

e

en

er

gy

R

P

Assumptions for TST

• Equilibrium in reactant well

Ngày đăng: 19/04/2021, 22:12

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w