Bài giảng Đại học: Động học dị thể

Nguyễn Văn Khánh
Lớp: Hoá Dầu 1
Trường: Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Động học các
quá trình dị thể

Mở đầu quá trình dị thể

Tính nhiều giai đoạn trong quá trình dị thể

Khái niệm miền động học, miền khuếch tán và
miền quá độ

Khuếch tán trong quá trình dị thể

Các định luật khuếch tán

Khuếch tán ngoài, khuếch tán trong

Quan hệ trở lực khuếch tán và trở lực phản ứng
I. Mở đầu về quá trình dị thể.

Quá trình dị thể là những quá trình xảy ra trên bề
mặt phân chia pha. Các phản ứng đốt cháy nhiên
liệu rắn, lỏng, quá trình oxy hoá bởi oxy trong
không khí, các phản ứng xảy ra trên bề mặt chất xúc
tác, nhiều quá trình hoà tan khí, rắn vào dung
dịch đều là quá trình dị thể.

VD: SO
2

+ O
2
SO
3

V
2
O
5

Các quá trình dị thể không những xảy ra trên bề mặt
phân chia pha mà còn xảy ra trong một vùng nhất
định của thể tích một pha. Ví dụ như trong phản
ứng của 2 chất rắn sẽ có một vùng làm vùng trung
gian để phản ứng. Lúc này các phân tử sẽ khuếch
tán lẫn nhau các phân tử chất rắn còn lại đóng vai
trò làm môi trường, phản ứng khi này gọi là phản
ứng vùng.
Mở đầu
ý nghĩa phản ứng dị thể
Phản ứng dị thể
Mở đầu
Nhìn chung quá trình dị thể là quá trình gồm nhiều
giai đoạn.

Giai đoạn khuếch tán: Giai đoạn chuyển chất tham
gia tới bề mặt phản ứng và chuyển chất tạo thành ra
xa bề mặt phản ứng.

Giai đoạn động học: Sau giai đoạn khuếch tán các

chất phản ứng được hấp thụ trên bề mặt, phản ứng
giữa các chất với nhau trên bề mặt phản ứng và khử
các chất ra khỏi bề mặt phản ứng.
Mở đầu
Và như vậy thì quá trình nào có vận tốc chậm nhất sẽ
quyết định tới vận tốc của toàn bộ quá trình. Vì thế ngư
ời ta gọi giai đoạn chậm nhất là giai đoạn khống chế (hoặc
giai đoạn quyết định động học) của quá trình phản ứng.

Nếu quá trình có vận tốc của miền khuếch tán thấp
(chậm) thì gọi là quá trình xảy ra ở miền khuếch tán.

Nếu quá trình động học có vận tốc thấp thì gọi quá
trình xảy ra ở miền động học.

Nếu quá trình động học và quá trình khuếch tán có vận
tốc tương đương nhau thì gọi phản ứng xảy ra ở miền
quá độ.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ các miền phản ứng
Sù khuÕch t¸n
Më ®Çu
VËy khuÕch t¸n lµ g×?
?
KhuÕch t¸n

Khuếch tán là quá trình chuyển chất từ nơi có
nồng độ cao xuống nơi có nồng độ thấp, để
thiết lập sự đồng đều về nồng độ trong toàn bộ
thể tích.

Và gồm 2 loại khuếch tán:

Khuếch tán ổn định:

Khuếch tán không ổn định:
Vậy khuếch tán là gì?
Khuếch tán

Khuếch tán ổn định là dòng khuếch tán có
nồng độ của chất khuếch tán ở mọi điểm trong
không gian khuếch tán không thay đổi theo
thời gian.

Khuếch tán không ổn định là dòng khuếch tán
có nồng độ của chất khuếch tán ở một điểm
nào đó trong không gian khuếch tán thay đổi
theo thời gian.
Khuếch tán
δ
KhuÕch t¸n æn ®Þnh
KhuÕch t¸n
C¸c ®Þnh luËt khuÕch
t¸n
•
§Þnh luËt Fick I.
•
§Þnh luËt Fick II.
Định luật Fick I (áp dụng cho dòng
khuếch tán ổn định)
Giả sử có dòng khuếch tán ổn định chuyển qua tiết diện S,

theo định luật Fick I ta có biểu thức:
(1)
là gradien nồng độ;
dt: là thời gian khuếch tán;
dm là lượng chất chuyển qua tiết diện S sau thời
gian dt;
Dấu (-) là do < 0 để dm > 0;
dc
dm D S dt
dx
= ì ì ì
dc
dx
dc
dx
D là hệ số khuếch tán;
=> [D] =
Đặt V
kt
là tốc độ khuếch tán qua tiết diện S thì ta
có:
V
kt
= = (2)
=> D = (3)
dm
dt
dc
D S
dx

ì ì
1dm dx
dt dc S
ì ì
2
L
t



L: là độ dài [cm];
t: thời gian [s];
Định luật Fick I