Bài giảng động học xúc tác động học các phản ứng phức tạp

ĐỘNG HỌC
CÁC PHẢN ỨNG PHỨC TẠP


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
Phản ứng phức tạp
Gồm nhiều phản ứng thành phần diễn ra đồng thời

Nguyên lý độc lập
MỗI PƯ thành phần diễn ra theo qui luật động học độc lập
không phụ thuốc vào các PƯ thành phần khác

Các phản ứng phức tạp
 Phản ứng thuận nghịch
 Phản ứng song song
 Phản ứng nốI tiếp


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1. Phản ứng song song
2

KCl

+ 3 O2

3

KClO 4

6 KClO 3

+

KCl

OH
NO 2
+

H2 O

OH

OH
+

HN O 3

+

H2 O

NO 2
OH
O2N

NO 2
+

NO 2

H2 O


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1. Phản ứng song song
1.1. Phản ứng song song bậc 1
k1

X1 (x1)

A
(a

x)

k2

X2 (x2)

Phương trình động học
dX1  dx1

 k1[A]  k1 a  x 
dt
dt
d[X 2 ] dx 2
v2 

 k 2 [A]  k 2 a  x 
dt

dt
v1 

Nguyên lý độc lập phản ứng
v  v1  v2 

dx1 dx2 dx


 k1  k 2 a  x 
dt
dt
dt


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.1 Phản ứng song song bậc 1
Đặt k = k1 + k2
dx
 k a  x 
dt
1
a
k  k 1  k 2  ln
t
ax

dx1 k1
k
  dx1  1 dx

dx2 k2
k2

k1
x1  x2  const
k2

X 1   x1
 X 2  x2

k1

k2


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.2. Phản ứng song song bậc 2
k1
k2
A
(a

X 2 (x2 )

B

+

x)

X 1 (x1)

(b

x )
kn

X n (xn )

Phương trình động học
n

n

n
dxi
v   vi  
  ki a  x .(b  x)
i 1
i 1 dt
i 1

dx
 k a  x .( b  x )
dt
n
1
b(a  x)
k   ki 
ln

t .( a  b ) a ( b  x )
i 1

x1 x2
xn x1  x2  .... xn x
  .... 

k1 k2
kn k1  k2  ... kn k


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1. Phản ứng thuận nghịch
1.1. Phản ứng thuận nghịch bậc 1-1
A

kt

B

kn

Phương trình động học

v t  k t a  x 
v n  k n b  x 
Nguyên lý độc lập phản ứng

dx
v  vt  vn 

 kt a  x   k n b  x 
dt
 k a  knb

dx
 k t  k n   t
 x 
dt
 kt  k n



ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.1 Phản ứng thuận nghịch bậc 1-1
Tại trạng tháI cân bằng

vt  vn 
 K CB 
k  kt  kn

 

K cb a  b
K cb  1

kt a  xcb

k n b  xcb

 k a  knb


dx
 k t  k n   t
 x 
dt
 kt  k n


dx
 k   x 
dt

1

k  ln
t  x
 Biết được KCB và tỷ số k=kt/kn dễ dàng tính
được từng giá trị kt và kn của phản ứng


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1. Phản ứng nối tiếp
1.1. Phản ứng nối tiếp bậc 1-1
k1
k2
A 
B 
C

t0

t

a

0

0

ax

y

z

x yz

dx dy dz


dt
dt
dt

d [ A ] dx


 k1 ( a  x )
dt
dt
d [C ] dz


 k2 y
dt
dt

d [ B ] dy d ( x  z )


 k1 ( a  x )  k 2 y
dt
dt
dt


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.1 Phản ứng nối tiếp bậc 1-1
Phương trình động học



[ A]  (a  x)  a.e  k1t  x  a. 1  e  k1t
a .k 1
[B]  y 
e  k 1t  e  k 2 t
k 2  k1





a
[C ]  z 
k 2 1  e  k1 t  k 1 1  e  k 2 t
k 2  k1

 









1

k  ln
t  x
 Biết được KCB và tỷ số k=kt/kn dễ dàng tính
được từng giá trị kt và kn của phản ứng


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.2. Phản ứng nối tiếp bậc 1-1
t


0

[A]
(1)

a
0

[B]
(2)

max
0

[C]
(3)

0
a

0

t max

k2
ln
k1

k 2  k1

 k2 
[B]max  a. 

 k1 

k2 / k1
1k2 / k1


ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.2. Phản ứng nối tiếp bậc 1-1
[]
C

a
A

B
t