đó là một trong những nhiệm vụ rất quan trọng của ựộng hoá học.
ðể xỏc ủịnh cơ chế của phản ứng phải tiến hành một số bước sau ủõy:
● Tập hợp các dữ kiện thực nghiệm gồm:
– Xỏc ủịnh cỏc chất tham gia và sản phẩm phản ứng.
– Xỏc ủịnh cỏc chất trung gian bằng thực nghiệm hoặc giả thiết.
– Lập phương trỡnh thực nghiệm tốc ủộ của phản ứng.
● Giả thiết một cơ chế ủơn giản và hợp lý nhất.
● Dựa trờn cơ chế giả thiết tớnh phương trỡnh tốc ủộ của phản ứng.
● So sỏnh phương trỡnh tớnh toỏn lý thuyết với phương trỡnh thực nghiệm ủể xỏc ủịnh xem cơ chế giả thiết có phù hợp không.
Ví dụ:
Xỏc ủịnh cơ chế phản ứng:
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O
Sản phẩm trung gian của phản ứng là N2O2 và H2O2
Thực nghiệm ủó xỏc ủịnh ủược tốc ủộ phản ứng (vtn) tuõn theo phương trỡnh sau:
vtn= k[NO]2[H2]
Phản ứng ủược giả thiết theo cơ chế ba giai ủoạn như sau:
2NO N2O2 (1) cõn bằng ủược thiết lập nhanh N2O2 + H2 N2 + H2O2 (2) giai ủoạn chậm nhất
H2O2 + H2 → 2H2O (3) giai ủoạn nhanh
Hợp chất trung gian hoạt ủộng R+ ủược tạo ra ở phản ứng (1) và (2) nhưng biến mất ở phản ứng (3).
Giả thiết cân bằng (1) có hằng số cân bằng K’. Ta có:
Theo cơ chế giả thiết ủú, tốc ủộ phản ứng:
v = k2 [N2O2] [H2]
Thay giỏ trị của [ N2O2] từ (4.20) vào phương trỡnh tốc ủộ trờn ta ủược:
v = k2. K’[NO]2 [H2] Thay k2. K’ = k ta có:
v = k[NO]2[H2]
Phương trỡnh tốc ủộ rỳt ra từ tớnh toỏn lý thuyết (v) trựng với phương trỡnh thu ủược từ thực nghiệm (vtn)
Vỡ vậy cơ chế ủó giả thiết là ủỳng.
(4.20)
CÂU HỎI TỰ LƯỢNG GIÁ
4.1. Tốc ủộ trung bỡnh, tốc ủộ tức thời của một phản ứng ủược tớnh như thế nào?
4.2. Thế nào là phản ứng ủơn giản, phản ứng phức tạp. Cho cỏc vớ dụ.
4.3. Nồng ủộ cỏc chất phản ứng ảnh hưởng ủến tốc ủộ phản ứng như thế nào? Phỏt biểu và viết biểu thức ủịnh luật tỏc dụng khối lượng. Bậc phản ứng là gỡ?
4.4. Phân biệt bậc phản ứng và phân tử số của phản ứng.
4.5. Thiết lập phương trỡnh ủộng học của phản ứng bậc 0, bậc 1, bậc 2 (dạng 2A → P).
Cho biết dạng ủồ thị của chỳng.
4.6. Một phản ứng bậc 1 cú hằng số tốc ủộ k1= 8.10–3 min–1. Hỏi sau thời gian bao lõu nồng ủộ ban ủầu của chất phản ứng giảm ủi 4 lần.
4.7. Một phản ứng bậc 1 dạng A → B. Nồng ủộ ban ủầu của A bằng 0,5 mM. Sau 2 giõy cũn lại 0,25 mM. Hỏi sau 3 giõy nồng ủộ của A là bao nhiờu?
4.8. Một phản ứng bậc 1, ở nhiệt ủộ 270C nồng ủộ ban ủầu giảm 1/2 sau 5000 giõy, cũn ở nhiệt ủộ 370C nồng ủộ ban ủầu giảm 1/2 sau 1000 giõy. Tớnh năng lượng hoạt hoỏ của phản ứng.
4.9. Cho phản ứng: H2 + I2 → 2HI. Viết biểu thức tốc ủộ phản ứng và cho biết bậc phản ứng. Biết rằng:
Nếu tăng nồng ủộ hydro lờn gấp ủụi, giữ nguyờn nồng ủộ iod thỡ tốc ủộ phản ứng tăng lờn gấp ủụi.
Nếu tăng nồng ủộ iod lờn gấp ba, giữ nguyờn nồng ủộ hydro thỡ tốc ủộ phản ứng tăng lên gấp ba.
4.10. Phản ứng 2NO + O2 → 2NO2 là một phản ứng ủơn giản. Tốc ủộ phản ứng thay ủổi như thế nào khi:
Tăng nồng ủộ O2 lờn 4 lần
Tăng nồng ủộ NO và O2 lờn 3 lần.
Giảm nồng ủộ NO 2 lần.
4.11. Nhiệt ủộ ảnh hưởng như thế nào ủến tốc ủộ phản ứng, thể hiện qua biểu thức và quy tắc nào?
4.12. Một phản ứng cú hệ số nhiệt ủộ γ = 3,1. Hỏi khi tăng nhiệt ủộ thờm 400 tốc ủộ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần?
4.13. Hệ số nhiệt ủộ của một phản ứng bằng 3. Hỏi cần phải tăng nhiệt ủộ lờn bao nhiờu ủộ ủể tốc ủộ phản ứng tăng lờn 243 lần?
4.14. Một phản ứng cú hệ số nhiệt ủộ bằng 2. Ở 00C phản ứng kết thỳc sau 1024 ngày.
Hỏi ở 300C phản ứng kết thúc sau thời gian bao lâu?
4.15. Trình bày nội dung cơ bản của thuyết hoạt hoá. Năng lượng hoạt hoá của một phản ứng là gì?
4.16. Hằng số tốc ủộ phản ứng ở 200C là 3.10–2 và ở 500C là 4.10–1 lớtmol–1.min–1. Viết biểu thức Arrhenius ủối với phản ứng này.
4.17. Một phản ứng cú năng lượng hoạt hoỏ 30.000 calo/mol. Tốc ủộ phản ứng sẽ tăng lờn bao nhiờu lần khi tăng nhiệt ủộ từ 200C lờn 300C.
4.18. Ở nhiệt ủộ 100C một phản ứng kết thỳc sau 95 giõy cũn ở 200C sau 60 giõy. Tớnh năng lượng hoạt hoá của phản ứng.
4.19. Tại sao sự cú mặt của chất xỳc tỏc lại làm tăng tốc ủộ phản ứng? Vẽ và giải thớch giản ủồ năng lượng của phản ứng khi cú và khụng cú mặt chất xỳc tỏc.
4.20. Hóy nờu một số ủặc ủiểm của xỳc tỏc.
4.21. 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.
4.22. Cỏc cõn bằng sau ủõy chuyển dịch thế nào khi tăng nhiệt ủộ, khi tăng ỏp suất:
a) N2+ O2 2NO ∆H > 0 b) 2CO + 2 H2 CH4 + CO2 ∆H < 0 c) CaO + CO2 CaCO3 ∆H < 0 d) H2 + I2 2HI ∆H = 0 e) N2O4 2NO2 ∆H > 0
4.23. Thế nào là phản ứng thuận nghịch, phản ứng nối tiếp? Cho ví dụ. Phân biệt trạng thái cân bằng và trạng thái dừng.
4.24. Cho vớ dụ về phản ứng dõy chuyền. Những giai ủoạn cơ bản của một phản ứng dõy chuyền.
4.25. Từ phương trỡnh tốc ủộ của phản ứng enzym hóy giải thớch dạng ủồ thị v–[S]
thường nhận ủược ủối với phản ứng xỳc tỏc enzym.
Bài 5
ðẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCH
MỞ ðẦU
Các hệ phân tán và dung dịch
Hệ phõn tỏn là những hệ trong ủú cú ớt nhất một chất phõn bố (gọi là chất phõn tỏn) vào một chất khác (gọi là môi trường phân tán) dưới dạng những hạt có kích thước nhỏ bé.
Dựa vào kích thước hạt người ta chia thành:
– Hệ phân tán phân tử–ion hay còn gọi là dung dịch thực. Ví dụ, dung dịch muối acid, base...
Kớch thước hạt ở ủõy < 1 nm.
– Hệ phân tán keo hay còn gọi là dung dịch keo. Ví dụ, gelatin, hồ tinh bột, keo acid silicic... có kích thước hạt từ 1– 100 nm.
– Hệ phân tán thô có 2 dạng là huyền phù và nhũ tương. Ví dụ, nước sông chứa những hạt phù sa; sữa... Kích thước hạt của những hệ này > 100 nm.
Trong chương này chỳng ta ủề cập ủến dung dịch phõn tử và những tớnh chất chung của chỳng.