Chương 4 động hóa học SV

Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV Chương 4 động hóa học SV

Chương ĐỘNG HĨA HỌC Động hóa học nghiên cứu: • Các giai đoạn trung gian để chuyển chất ban đầu thành sản phẩm • Vận tốc giai đoạn yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc → Điều khiển q trình hố học xảy với vận tốc mong muốn hạn chế trình khơng có lợi Khái niệm 1.1 Phản ứng đồng thể phản ứng dị thể - Phản ứng đồng thể: xảy phạm vi pha 2NO2 (k) Û N2O4 (k) NaOH + HCl = NaCl + H2O - Phản ứng dị thể: xảy bề mặt phân chia pha V O5 SO2(k) + 1/2O2(k) ® SO3(k) Cgraphit + O2(k) ® CO2(k) 1.2 Vận tốc phản ứng Vận tốc trung bình phản ứng: C2 - C1 DC v=± =± Dt t2 - t1 v: DC: Dt: vận tốc trung bình phản ứng biến thiên nồng độ chất phản ứng khoảng thời gian nghiên cứu Vận tốc thời điểm t: dC v=± dt 1.2 Vận tốc phản ứng Vận tốc phản ứng phụ thuộc: - Bản chất chất phản ứng - Nồng độ chất phản ứng - Nhiệt độ - Áp suất (nếu phản ứng có chất khí tham gia) - Sự có mặt xúc tác - Bản chất dung môi phản ứng xảy dung dịch Ảnh hưởng nồng độ đến vận tốc Định luật tác dụng khối lượng cho phản ứng chiều (Gulber – Wage) aA + bB ® sản phẩm v = k.CAm.CBn CA CB: nồng độ A B thời điểm khảo sát [mol/l] m, n: hệ số xác định thực nghiệm k: hệ số tỷ lệ (phụ thuộc vào chất chất p/ứ to) Khi CA = CB = 1mol/l ® v = k k gọi vận tốc riêng p/ứ Ảnh hưởng nồng độ đến vận tốc • Bậc phản ứng: v = k.CAm.CBn Bậc phản ứng = m + n • Cơ chế phản ứng: H2O2 + 2HI ® 2H2O + I2 Giai đoạn 1: H2O2 + HI ® HIO + H2O chậm Giai đoạn 2: HIO + HI ® I + H 2O nhanh v = k.[H2O2]1.[HI]1 ® Bậc phản ứng = + = Ảnh hưởng nhiệt độ đến vận tốc • Qui tắc Van’t Hoff: v T2 v T1 𝑣!! , 𝑣!" : g : =γ T2 - T1 10 vận tốc p/ứ nhiệt độ T2 T1 hệ số nhiệt độ vận tốc (g = ÷ 4) Qui tắc ko cho p/ứ nhiệt độ cao (to>300oC) ko dùng cho phản ứng sinh học Ảnh hưởng nhiệt độ đến vận tốc • Phương trình Arrhenuis: 𝒌𝑻 = 𝑬 # 𝒂 𝒌𝒐 𝒆 𝑹𝑻 kT: số tốc độ phản ứng nhiệt độ T ko: số thể chất phản ứng R: số khí lý tưởng R = 8,314 [J/mol.K] T: nhiệt độ phản ứng [K] Ea: lượng hoạt hóa phản ứng [J/mol] Năng lượng hoạt hoá Ea lượng cần thiết mà phân tử phản ứng phải vượt qua để phản ứng hố học xảy Ảnh hưởng nhiệt độ đến vận tốc Phương pháp xác định lượng hoạt hóa Ea Phương pháp giải tích: RT1T2 k T2 Ea = ln T2 - T1 k T1 Phương pháp đồ thị: Ea lnk T = + lnk o R T Từ số liệu thực nghiệm lập hàm: lnkT = f(1/T) ® Ea = - Rtga 10 Ảnh hưởng nhiệt độ đến vận tốc Phương pháp đồ thị xác định lượng hoạt hoá Ea 11 Ảnh hưởng xúc tác đến vận tốc Định nghĩa: Chất xúc tác chất làm tăng vận tốc phản ứng Sau phản ứng kết thúc, bảo toàn lượng chất 12 Ảnh hưởng xúc tác đến vận tốc Phân loại xúc tác: K2CrO4 Xúc tác đồng thể: H2O2 ® H2O + 1/2O2 Xúc tác pha với chất phản ứng Phản ứng xảy tồn thể tích hệ v ∼ nồng độ xúc tác MnO2 Xúc tác dị thể: H2O2 ® Xúc tác pha với chất phản ứng Phản ứng xảy bề mặt xúc tác v ∼ diện tích bề mặt xúc tác H2O + 1/2O2 Xúc tác men: p/ứ lên men đường thành rượu Xúc tác tác dụng men (enzim) 13 Ảnh hưởng xúc tác đến vận tốc Cơ chế tác dụng xúc tác đồng thể: Xét phản ứng: A + B ® AB Cơ chế tác dụng xúc tác: A + X = AX AX + B = (AB)* X (AB)* X = AB + X hợp chất trung gian phức chất hoạt động 14 Ảnh hưởng xúc tác đến vận tốc Cơ chế tác dụng xúc tác đồng thể: 15 Tóm tắt v~k~ t ® v T2 v T1 v T2 v T1 ln = k T2 k T1 =γ k T2 k T1 = t T1 t T2 T2 - T1 10 Ea =R ổ 1ử ỗỗ - ÷÷ è T2 T1 ø 16 BÀI TẬP BT 4.1 Khi nghiên cứu p/ứ: A + B ® sản phẩm Người ta thấy: Khi tăng nồng độ A lên lần vận tốc p/ứ tăng lần Nếu tăng nồng độ B tương tự, ta kết tương tự Xác định bậc phản ứng viết phương trình động học phản ứng? 17 BÀI TẬP BT 4.2 Ở 150oC phản ứng hóa học kết thúc sau 16 phút Tính xem 200oC 80oC phản ứng sau kết thúc Biết hệ số nhiệt độ g = 2,5 18 BÀI TẬP BT 4.3 Hằng số vận tốc phản ứng 20oC 3.10-2 mol-2l2s-1 25oC 4.10-1 mol-2l2s-1 Hãy tính lượng hoạt hóa Ea vận tốc phản ứng 30oC (coi nồng độ chất đơn vị) 19 BÀI TẬP BT 4.4 Năng lượng hoạt hóa phản ứng khi: - Khơng có xúc tác Ea = 75,24 kJ/mol - Khi có xúc tác Ea’ = 54,14 kJ/mol Hỏi có xúc tác vận tốc phản ứng tăng lên lần (các phản ứng tiến hành 25oC) 20 BÀI TẬP BT 4.4 Năng lượng hoạt hóa phản ứng khi: - Khơng có xúc tác Ea = 75,24 kJ/mol - Khi có xúc tác Ea’ = 54,14 kJ/mol Hỏi có xúc tác vận tốc phản ứng tăng lên lần (các phản ứng tiến hành 25oC) 21 BÀI TẬP BT 4.5 Có phản ứng chiều pha khí: A + 2B → AB2 Ở thời điểm ban đầu: nồng độ chất A 0,3mol/l nồng độ chất B 0,5mol/l Hằng số tốc độ phản ứng 25oC 0,4 mol-2l2s-1 Xác định vận tốc phản ứng thời điểm ban đầu thời điểm nồng độ chất A 0,15 mol/l Khi giảm thể tích hệ phản ứng 10 lần (với số mol chất phản ứng khơng đổi) vận tốc phản ứng thay đổi nào? 22 ... 20oC 3.10-2 mol-2l2s-1 cịn 25oC 4.1 0-1 mol-2l2s-1 Hãy tính lượng hoạt hóa Ea vận tốc phản ứng 30oC (coi nồng độ chất đơn vị) 19 BÀI TẬP BT 4.4 Năng lượng hoạt hóa phản ứng khi: - Khơng có xúc... học phản ứng? 17 BÀI TẬP BT 4.2 Ở 150oC phản ứng hóa học kết thúc sau 16 phút Tính xem 200oC 80oC phản ứng sau kết thúc Biết hệ số nhiệt độ g = 2,5 18 BÀI TẬP BT 4.3 Hằng số vận tốc phản ứng... BT 4.1 Khi nghiên cứu p/ứ: A + B ® sản phẩm Người ta thấy: Khi tăng nồng độ A lên lần vận tốc p/ứ tăng lần Nếu tăng nồng độ B tương tự, ta kết tương tự Xác định bậc phản ứng viết phương trình động