Các phản ứng phức tạp là các phản ứng diễn ra qua nhiều giai đoạn hay gồm nhiều phản ứng thành phần (hay phản ứng cơ sở).
4.6.1. Phản ứng thuận nghịch.
Gồm hai phản ứng thành phần: phản ứng thuận và phản ứng nghịch.
Ví dụ: A + B C + D H2 + I2 2HI
Khi vt = vn phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng.
Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không thay đổi.
4.6.2. Phản ứng nối tiếp.
Phản ứng diễn ra theo những giai đoạn nối tiếp.
Phản ứng nối tiếp có dạng: Ak1Bk2 C Trong đó B là sản phẩm trung gian.
Ví dụ: Phản ứng thuỷ phân trisacarit C18H32O16
18 32 16 2 12 22 11 6 12 6
12 22 11 2 6 12 6 6 12 6
C H O H O C H O C H O C H O H O C H O C H O
glucoza fructoza
Tốc độ của phản ứng nối tiếp là tốc độ của phản ứng nào chậm nhất trong các phản ứng thành phần.
4.6.3. Phản ứng dây chuyền.
Phản ứng dây chuyền có liên quan đến sự xuất hiện các gốc tự do.
- Gốc tự do là những nguyên tử hay nhóm nguyên tử có electron chưa cặp đôi.
Ví dụ: H , Cl ,OH ,CH ,C H ,... 3 6 5
- Vì vậy người ta còn gọi các phản ứng dây chuyền là các phản ứng gốc tự do.
68
- Một phản ứng gốc tự do thường có ba giai đoạn: khơi mào, phát triển mạch, ngắt mạch hay dập tắt.
Giai đoạn ngắt mạch là kết quả phản ứng giữa các gốc tự do.
Ví dụ: Phản ứng giữa hidro và clo dưới tác dụng của ánh sáng trực tiếp:
H2 + Cl2 hv 2HCl Giai đoạn khơi mào: Cl2 + hv 2Cl•
Giai đoạn phát triển mạch: Cl• + H2 HCl + H• H• + Cl2 HCl + Cl• Giai đoạn ngắt mạch: H• + H• H2
Cl• + Cl• Cl2 H• + Cl• HCl 4.6.4. Phản ứng song song.
Từ những chất ban đầu phản ứng diễn ra theo một số hướng để tạo ra những sản phẩm khác nhau.
Ví dụ: Khi nitro hoá phenol, ta thu được đồng thời ba sản phẩm khác nhau: octo-, para- và meta - nitrophenol.
4.6.5. Phản ứng liên hợp hay phản ứng kèm nhau.
A + B C + D (1) Phản ứng sinh năng lượng, tự xảy ra được.
E + F G + H (2) Phản ứng cần năng lượng, không tự xảy ra.
Phản ứng (1) được gọi là liên hợp với phản ứng (2) vì khi tiến hành nó đã cung cấp năng lượng làm cho phản ứng (2) cũng xảy ra được.
A
B C k1
k2
OH
+ HO - NO2
OH
NO2
o.nitro phenol OH
NO2 OH
NO2
p.nitro phenol
m.nitro phenol
69
Ví dụ: Sự tổng hợp glucoza-6-photphat (G6P) trong cơ thể được thực hiện do liên hợp giữa hai phản ứng:
Acginin photphat + H2O Acginin + H3PO4 sinh năng lượng Glucoza + H3PO4 G6P + H2O cần năng lượng Khi liên hợp, phản ứng tổng cộng sẽ là:
Acginin photphat + Glucoza G6P + Acginin Câu hỏi và bài tập:
1. Nồng độ các chất phản ứng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như thế nào? Hãy phát biểu và viết biểu thức của định luật tác dụng khối lượng. Bậc phản ứng là gì?
2. Phân biệt bậc phản ứng và phân tử số của phản ứng.
3. Phản ứng 2NO + O2 2NO2 là một phản ứng đơn giản. Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi: Tăng nồng độ O2 lên 4 lần.
4. Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng, thể hiện qua biểu thức và quy tắc nào?
5. Một phản ứng có hệ số nhiệt độ = 3,1. Hỏi khi tăng nhiệt độ thêm 400, tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần?
6. Hệ số nhiệt độ của một phản ứng bằng 3. Hỏi phải tăng nhiệt độ lên bao nhiêu độ để tốc độ phản ứng tăng lên 243 lần?
7. Trình bày nội dung cơ bản của thuyết hoạt hoá. Năng lượng hoạt hoá của một phản ứng là gì?
8. Tại sao sự có mặt của chất xúc tác lại làm tăng tốc độ phản ứng. Vẽ và giải thích giản đồ năng lượng của phản ứng khi có và không có mặt chất xúc tác.
9. Hằng số cân bằng của một phản ứng là gì? Hãy phát biểu và minh hoạ nguyên lý chuyển dịch cân bằng qua các ví dụ.
10. Các cân bằng sau đây chuyển dịch thế nào khi tăng nhiệt độ, tăng áp suất:
a) N2 + O2 2NO - Q b) 2CO + 2H2 CH4 + CO2 + Q c) CaO + CO2 CaCO3 + Q d) N2O4 2NO2 - Q
11. Thế nào là phản ứng thuận nghịch, phản ứng nối tiếp? Cho ví dụ.
12. Cho ví dụ về phản ứng dây chuyền. Những giai đoạn cơ bản của một phản ứng dây chuyền.
70
CHƯƠNG 5: DUNG DỊCH CHẤT TAN KHÔNG ĐIỆN LY