Bài giảng bài 6 động hóa học

P/u hai phân tử là phản ứng trong đó chỉ có 2 phân tử chất p/u biến thành sản phẩm... 2.Vận tốc phản ứngVận tốc p/u hoá học xác định bằng biến thiên nồng độ của một trong chất tham gia

Động hóa học

1.Khái niệm chung

1.Khái niệm chung

 Nhiệt động hóa học:

NC về khả năng tự diễn biến của các p/u

GTP < 0 : p/u tự xảy ra.

GTP > 0 : p/u không tự xảy ra

GTP = 0 : p/u đạt t.thái cân bằng.

 Động hóa học:

Nghiên cứu về cơ chế & Tốc độ phản ứng

2N O  NO O

2 3

2 5

2O N O O

2 5

2 3

2O N O 4NO

1.Khái niệm chung

Phân tử số là số phân tử (ng.tử, ion) tham gia vào một phản ứng sơ cấp.

P/u đơn phân tử là phản ứng trong đó chỉ có 1 phân tử chất p/u biến thành sản phẩm

I2 = 2I

1.Khái niệm chung

P/u hai phân tử là phản ứng trong đó chỉ có 2 phân tử chất p/u biến thành sản phẩm

1.Khái niệm chung

2.Vận tốc phản ứng

Vận tốc p/u hoá học xác định bằng biến

thiên nồng độ của một trong chất tham gia hoặc tạo thành p/u trong một đơn vị thời gian

A + B = C + DC-nồng độ, mol/lit

 - thời gian, giây (phút, giờ)

1 Δtt

Δt[D]C]]

c

1 Δtt

Δt[D]B]]

b

1 Δtt

1 dt

d[D]C]]

c

1 dt

d[D]B]]

b

1 dt

d[D]A]]

a 1

Định luật tác dụng khối lượng – bậc phản ứng

Định luật tác dụng khối lượng

n

m.[D]B]]

k.[D]A]]

v  k: hằng số tốc độ phản ứng

[A], [B] : nồng độ tại thời điểm xét m,n : bậc phản ứng theo chất A, B

Bậc phản ứng:

m+n : bậc phản ứng tổng quát

Bậc phản ứng xác định bằng thực nghiệm

Bậc phản ứng có thể là số lẻ, số âm, dương hay 0 Các phản ứng có bậc 3: khó xảy ra ≥ 3: khó xảy ra.

aA + bB  cC + dD

Ví dụ: Phản ứng bậc 1

I 2  2I v = k[I 2 ]

2N 2 O 5  4NONO 2 + O 2 v = k[N 2 O 5 ]

NO + O 3  NO 2 + O 2 v = k.[NO].[O 3 ]

2 HI  H 2 + I 2 v = k.[HI] 2

Ví dụ: Phản ứng bậc 2

CaCO 3 (r)  CaO (r) + CO 2 (k) v = k.[CaCO 3 ] 0 = k

Ví dụ: Phản ứng bậc 0

Ví dụ: Phản ứng bậc 3/2

CH 3 CHO (k)  CH 4NO (k) CO (k) v = k.[CH 3 CHO] 3/2

Hằng số vận tốc phản ứng

a.Ý nghĩa của k: v  k.[D]A]]m.[D]B]]n

Khi [A] =[B] =1  v = k

 k: vận tốc riêng của phản ứng

RT

* E

0.e k

b.Ph ương trình Arrhenius ng trình Arrhenius

k 0 : h ng s đ i v i m i ph n ng ằng số đối với mỗi phản ứng ố đối với mỗi phản ứng ố đối với mỗi phản ứng ới mỗi phản ứng ỗi phản ứng ản ứng ứng

E * : năng lượng hoạt hóa

T : nhiệt độ tuyệt đối

R = 8,314J/mol.K = 1,987cal/mol.K

 k phụ thuộc nhiệt độ

Hằng số vận tốc của một vài phản ứng

Phản ứng bậc 0 v = k  Đơn vị k : mol/L.thời gian

Phản ứng bậc 1 v = k[A]

gianthời

1L

molgianL.thời

mol k

v

A k

Phản ứng bậc 2 v = k[A] 2

gianmol.thời

LL

mol

gianL.thời

mol k

v

A

k

Phản ứng bậc nhất đơn giản

• Ta có thể chuyển biểu thức vận tốc thành

phương trình biểu diễn nồng độ theo thời gian.

• Đối với phản ứng bậc nhất, vận tốc tăng gấp

đôi khi nồng độ tăng gấp đôi.

• Đường ln[A]t theo t là một đường thẳng với độ dốc -k và tung độ gốc ln[A]0

Bán sinh phản ứng (Half-Life) t1/2

• Half-life t 1/2 là thời gian để nồng độ tác chất

giảm còn một nửa so với ban đầu

• Tức là half life, t 1/2 , là thời gian để nồng độ tác

chất A giảm từ [A]0 xuống ½[A]0

• Biểu thức của t 1/2

 half life, t 1/2 , không phụ thuộc nồng độ đầu của tác chất [A] o

k k

12

Phản ứng bậc hai

Phản ứng bậc hai đơn giản

• Cho phản ứng bậc hai với chỉ một tác chất A

• Đường biểu diễn 1/[A]t theo t là một đường thẳng với độ dốc k và tung độ gốc 1/[A]0

• Đường biểu diễn của ln[A] t theo t không phải

là đường thẳng.

    A 0

1 A

1



 kt

t

Bán sinh phản ứng (Half-Life) t1/2

 Bán sinh phản ứng (Half-Life) t 1/2 phụ thuộc

nồng độ đầu của tác chất [A] o

3.Thuyết va chạm

• Từ những quan sát cho thấy vận tốc phản ứng phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ, người ta

đưa ra lý thuyết nhẳm giải thích những kết quả quan sát này.

The collision model:

• Để phản ứng xảy ra, các phân tử phải va chạm

đủ mạnh với nhau

• Số lần va chạm càng nhiều, vận tốc phản ứng càng lớn

Thuyết va chạm

Thuyết va chạm

• Số phân tử hiện diện càng nhiều , khả năng va chạm càng lớn, vận tốc càng lớn.

nhiều năng lượng, vận tốc càng lớn.

• Lưu ý: Không phải mọi va chạm đều dẫn đền phản ứng Thực sự chỉ một phần nhỏ số va

chạm dẫn đến sự tạo thành sản phẩm

• Để phản ứng xảy ra, các phân tử phải va chạm

thành sản phẩm

Định hướng không gian

Va chạm có hiệu quả

Va chạm không hiệu quả

Năng lượng họat hóa (Activation Energy)

Theo Arrhenius: Các phân tử phải sở hữu một năng lượng tối thiểu nào đó thì phản ứng mới xảy ra Tại sao? Vì:

• Để tạo thành sản phẩm, phải có quá trình đứt nối xảy ra ở tác chất.

• Quá trình đứt nối cần năng lượng

Năng lượng họat hóa E a là năng lượng tối thiểu

Hóa Đại cương A]2 C]hương 3 25

Activation Energy

Xúc tác dị thể

P=200 atm T=450°C

4 Ứng dụng của xúc tác

Sản xuất H2SO4NO

Sản xuất rượu Etylic C2H5OH

Xúc tác : men

Xúc tác Enzin

Sản xuất rượu bia

Men vi sinh vật

Xúc tác Enzin