các quá trình động học xảy ra

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
VIỆN KH & KTVL

HÓA LÝ LUYỆN KIM
CHƯƠNG 6 : ĐỘNG HỌC
Giảng Viên : Nguyễn Hoàng Việt


NỘI DUNG
1.
2.
3.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ
ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ
XÚC TÁC


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

a,Định nghĩa.

b,Ảnh hưởng của nồng độ (áp suất) đến tốc độ phản ứng.

c,Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

a)
O   Định nghĩa
•) Phản ứng đồng thể là phản ứng xảy ra trong 1 pha. Nghĩa là các chất tham gia phản ứng và sản phẩm
phản ứng hoặc ở trong pha khí, hoặc chỉ trong pha lỏng.

•)

Tốc độ phản ứng đồng thể phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng ( hoặc áp suất ) và nhiệt độ.


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

b)
O   Ảnh hưởng của nồng độ ( áp suất ) đến tốc độ phản ứng
o)Hằng số tốc độ :
- Đối với phản ứng : A + B  C + D
Thì tốc độ : v = k.[A][B]
 tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ của cả A và B

-)

Đối với phản ứng : 2A + B  C + D

Thì tốc độ : v = k’.
tốc độ phản ứng phụ thuộc vào bình phương [A], không phụ thuộc nồng độ của B
Tóm lại : tăng nồng độ chất phản ứng sẽ tăng tốc độ phản ứng.

1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

o
số cân bằng :
O Hằng
 
- Xét phản ứng : A

+

B



C

+

D

TH1

(1 – 0,667) (1 – 0,667)

0,667

0,667

TH2

(2 – 0,845) (1 – 0,845)

0,845

0,845

 hằng số cân bằng phản ứng không bị ảnh hưởng khi tốc độ của phản ứng tăng với nồng độ chất phản ứng mà
cân bằng chuyển dịch sang phải.


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

o
trình tốc độ của phản ứng đồng thể :
O Phương
 
• Phản ứng bậc 1 : A + B  C + D
- Là phản ứng khi tốc độ phản ứng tỉ lệ bậc 1 với nồng độ của 1 chất tham gia phản ứng.
- Với a là nồng độ ban đầu của A
x là độ giảm sau thời gian t

 (a – x ) là nồng độ của A còn lại ở thời điểm bất kì nào.
 =>
 Tích phân được

1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

Từ nhận thấy t và lg(a – x ) có quan hệ tuyến tính với hệ số góc bằng

O 


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

ứng bậc 2 : A + B  C + D
• Phản
O
 

-

Là phản ứng khi tốc độ phụ thuộc vào hai số hạng nồng độ.
Tốc độ tuân theo phương trình :
Với a, b là nồng độ tương ứng
x là lượng mỗi chất đã phản ứng sau thời gian .



-

Tích phân ta được :


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

- Dùng hệ tọa độ t và ta sẽ có đường thẳng với gọc nghiêng

O 


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

Phương trình động học đối với một số trường hợp quan trọng


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

Phương trình động học đối với một số trường hợp quan trọng


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

c)
O   Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.
•) Xét phản ứng : A + B  C + D
-) Tốc độ phản ứng thuận : v = k[A][B]
-) Tốc độ phản ứng nghịch : v’ = k’[C][D]
) với K là hằng số cân bằng
-) Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng số cân bằng :


1.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

-O Sau khi tích phân :
 
- Với E là năng lượng hoạt hóa


1.
-

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

E đặc trưng cho phản ứng và xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng
E được xem là năng lượng tối thiểu mà phân tử phải có để phản ứng có thể xảy ra


2.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ
a, Định nghĩa

b, Các kiểu phản ứng dị thể

c, Mặt phân cách

d, Các yếu tố ảnh hưởng đặc trưng của phản ứng dị thể

e, Phương trình tốc độ tổng quát


2.
a)
•)
•)
•)
•)

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

Định nghĩa
Phản ứng dị thể là phản ứng xảy ra khi số pha lớn hơn 1.
Đặc trưng của phản ứng là mặt phân cách.
Tốc độ của phản ứng được xác định bởi tốc độ từng bước riêng lẻ, bước có tốc độ chậm hơn các bước khác
thì nó quyết định tốc độ của phản ứng.
Dựa vào mặt phân cách để chia phản ứng dị thể thành 5 loại :

R–K

L–K

R–L

L – L (2 chất lỏng không hòa tan nhau )

R–R


2.
b)

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

Các kiểu phản ứng dị thể

Mặt phân cách

Kiểu

R–K

R1 + K  R2
R1 K + R2
R1 + K1  R2 + K2

R–L

RL
R + L1  L2

R + L1  L2
R1 + L1  R2 + L2

Ví dụ

•
•
•
•
•
•
•

Hấp phụ
OXH kim loại
Phân hóa cacbonat…

Nóng chảy
Hòa tan – kết tinh
Hòa tách
Ximăng hóa


2.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ
Mặt phân cách

Kiểu

R–R

R1  R2

L-K

Thiêu kết, biến pha

R1 + R2 R3 + K

HN oxit bằng C

R1 + R2 R3 + R4

HN oxit bằng kim loại

LK
L1 + K1  L2 + K2
L1 + K  L2

L–L

Ví dụ

L1 L2

Bốc hơi – ngưng tụ
Hấp phụ
Luyện thép theo phương pháp khí

Chiết ly lỏng
Phản ứng xỉ - KL


2.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

c) Mặt phân cách.
o)Bản chất: là khuyết tật mạng, sự không đúng tỷ lượng và tạp chất ở mặt phân cách ảnh hưởng tới tốc độ của
•)

phản ứng.
Khuyết tật mạng :


2.
•

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

Không đúng tỷ lượng:


2.
•
-

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

Tạp chất
Tạp như là trung tâm hoạt tính
Ảnh hưởng lớn tới động học


2.
o
o
o

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

Ảnh hưởng của dạng kết tinh : độ hòa tan và tốc độ phản ứng sẽ khác nhau đối với dạng kết tinh khác nhau
của một số chất rắn.
Diện tích mặt phân cách : trong phản ứng dị thể, các phân tử phản ứng chuyển từ pha này sang pha khác nên
tốc độ chuyển phụ thuộc vào diện tích phân cách ( các hạt mịn nhanh hơn các hạt thô ).
Dạng hình học của mặt phân cách : tấm phẳng hay đĩa thì tốc độ không thay đổi, dạng cầu hay viên trụ sẽ
thay đổi diện tích khi phản ứng nên tốc độ sẽ thay đổi.


2.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

d) Các yếu tố ảnh hưởng đặc trưng của phản ứng dị thể
O
o) Tốc độ dòng :
-) Ví dụ ở phản ứng R – L : khi tăng tốc độ khuấy sẽ tăng tốc độ hòa tan ( trong miền động học khuếch tán ) ,
-)

ở miền động học hóa học thì sẽ độc lập với tốc độ khuấy.
Tuân theo phương trình :

Với D là hệ số khuếch tán
δ là chiều dày


2.

ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG DỊ THỂ

o
độ :
O Nhiệt
 
- Quá trình động học khuếch tán ít phụ thuộc vào nhiệt độ do hệ số khuếch tán phụ thuộc
tuyến tính vào nhiệt độ :

-

Quá trình độc học hóa học phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ do hằng số tốc độ hóa học phụ
thuộc vào nhiệt độ theo hàm mũ: