Quá trình phản ứng đƣợc hình dung nhƣ một sự lăn của một viên bi có khối lƣợng m (bằng tổng khối lƣợng của các tiểu phân phản ứng) và tốc độ vx theo đƣờng phản ứng. Có thể chọn một khoảng cách trên đỉnh của con đƣờng này mà hễ viên bi lọt đƣợc vào đó thì ta nói nó trở thành phức hoạt động (thƣờng kí hiệu dấu *) và khi ra khỏi giới hạn đó thì biến thiên thành sản phẩm phản ứng, để tính tốc độ phản ứng trƣớc hết cần xác định đƣờng phản ứng.
Hiệu hai mức năng lƣợng của trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ là nhiệt của phản ứng:
ΔH = (HYZ + HX) - (HXY + HZ)
Từ hình trên ta thấy, năng lƣợng hoạt hóa (Eh) là hàng rào năng lƣợng phân cách giữa các chất phản ứng và sản phẩm phản ứng
CHƢƠNG 2: HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Hệ chất nghiên cứu [4, 6]
NOx là thuật ngữ chung cho các oxit của nitơ (NO, NO2, N2O...) đƣợc biết
đến lànhững khí gây ô nhiễm môi trƣờng, gây mƣa axit, phá hủy tầng ozon và ảnh hƣởng đáng kể đến sự nóng của trái đất. Chúng đƣợc sinh ra trong các hoạt động sản xuất cơng nghiệp, nơng nghiệp, các q trình đốt cháy nhiên liệu và đặc biệt là trong các phƣơng tiện giao thông vận tải do phản ứng của nitơ trong khơng khí với oxi ở nhiệt độ cao. NOx bao gồm: oxit nitric (NO, không màu), nitơ đioxit (NO2, nâu đỏ), nitơ oxit (N2O), đinitơ pentơxít (N2O5)… Trong đó, ngồi các đinitơ penta
oxit bình thƣờng khá ổn định, các oxit nitơ khác đều gây ảnh hƣởng xấu đến mơi trƣờng. Chất gây ơ nhiễm khơng khí phổ biến trong các oxit nitơ (NOx) thƣờng đề cập đến là NO và N2O.
Khí thải tự nhiên của NOx, chủ yếu là từ đất và phân hủy các chất hữu cơ trong đạidƣơng, là chu kỳ nitơ trong tự nhiên. Khí thải do con ngƣời tạo ra chủ yếu từ q trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, nhƣ ơ tơ, máy bay, động cơ và quá trình đốt lị cơng nghiệp, cũng xuất phát từ việc sản xuất và sử dụng của các axit nitric, chẳng hạn nhƣ nhà máy phân đạm, nhà máy hữu cơ, nhà máy luyện kim loại. Trên toàn thế giới, mỗi năm do các hoạt động của con ngƣời, khí NOx thải ra ngồi khơng khí khoảng 53 triệu tấn. NOx gây thiệt hại lớn cho môi trƣờng, khơng những là một trong những thành phần chính của mƣa axit, mà cịn hình thành sƣơng khói quang hóa trong khí quyển, phá hủy tầng ozon.
Chính vì vậy, sự chuyển hóa các hợp chất NOx thành các chất thân thiện với môitrƣờng bao gồm N2 đang nhận đƣợc sự quan tâm lớn của các nhà nghiên cứu. Trong đó, việc phân hủy các hợp chất của nitơ có thể theo con đƣờng trực tiếp 2NOx → N2 + xO2 hoặc gián tiếp bằng cách sử dụng các chất khử nhƣ CO, H2. Tuy nhiên, điều kiện để phản ứng xảy ra và đạt hiệu suất cao thƣờng đòi hỏi phải tiến hành trong những điều kiện khắc nghiệp nhƣ áp suất, nhiệt độ cao.
Phân tử N2O
Trong số các hợp chất NOx, chúng tơi đặc biệt quan tâm đến khí đinito oxit (N2O).N2O là khí khơng màu, khơng mùi, không vị. Trong phân tử N2O hai nguyên tử N-N liên kết với nhau bằng 1 liên kết ba bền, nguyên tử O liên kết với một nguyên tử N ở giữa nhờ cặp electron còn lại trên N (:N NO). Góc liên kết NNO là 1800. Phân tử N2O khá bền và trơ ở nhiệt độ thƣờng.