Bài giảng Hóa học đại cương - Chương 8: Động hóa học
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (557.49 KB, 7 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
LOGO
PowerPoint
<sub>Template </sub>
PowerPoint
<sub>Template </sub>
www.themegallery.com
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
CHƯƠNG 8: ĐỘNG HÓA HỌC
<b>8.1 </b> Vận tốc phản ứng
<b>8.2 </b> Các yếu tố ảnh hưởng <sub>đến vận tốc phản ứng</sub>
Enter
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
<b>I wonder what </b>
<b>happens if I mix </b>
<b>these two </b>
<b>solutions… </b>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
<b>WOW, that was </b>
<b>really FAST </b>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
<b>It was also </b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
<b>I wonder if I should </b>
<b>be wearing my </b>
<b>goggles? </b>
Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.1 Vận tốc phản ứng
1 <sub>Tốc độ trung bình và tốc độ tức thời </sub>
<b>8.1.2 </b>
Khái niệm vận tốc phản ứng
1
<b>8.1.1 </b>
<b>8.1.3 </b>Phương pháp xác định tốc độ phản ứng
Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.1.1 Khái niệm vận tốc phản ứng
Tốc độ của phản ứng hóa học là đại lượng
đặc trưng cho diễn biến nhanh hay chậm
của một phản ứng hóa học.
Tốc độ của phản ứng hóa học là biến thiên
nồng độ của một trong những chất tham
gia phản ứng hoặc chất thành trong một
đơn vị thời gian.
V = Nồng độ sau – nồng độ trước
Thời gian sau – thời gian trước =
∆[C]
∆ t
Back Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.1.2 Tốc độ trung bình và tốc độ tức thời
Tốc độ trung bình của phản ứng :
V = ± ∆C/∆t
Tốc độ tức thời của phản ứng:
V = lim v <sub>∆</sub>t→0 = ± dC/dt
t
]
F
[
f
1
t
]
E
[
e
1
t
]
B
[
b
1
t
]
A
[
a
1
rate
∆
∆
=
∆
∆
=
∆
∆
−
=
∆
∆
−
=
aA + bB + … = eE + fF + …
Back
8.1.3 Phương pháp xác định
tốc độ phản ưng
Ví dụ xét phản ứng phân hủy N2O5.
2N2O5 (k) 2N2O4 (k) + O2 (k)
- khi N2O5 phân hủy, N2O4 giữ lại trong dung
dịch và O<sub>2</sub> có thể thu được qua ống đong.
8.1.3 Phương pháp xác định
tốc độ phản ưng
Gas
buret
</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.1.3 Phương pháp xác định
tốc độ phản ưng
900
600
300 0
T(s)
3000
2400
1800
1200
7800
6600
5400
4200
2.18
1.15 0
VO2
5.36
3.95
3.11
8.75
7.42
6.50
10.53
10.17 9.62
Kết quả thí nghiệm Back
Enter
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.1.3 Phương pháp xác định
tốc độ phản ưng
0
2
4
6
8
10
12
0 2000 4000 6000 8000
0
2
4
6
8
10
12
0 2000 4000 6000 8000
T(s)
VO2(ml)
Tốc độ của oxi giảm cùng thời gian
Back
Enter
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.1.3 Phương pháp xác định
tốc độ phản ưng
Tốc độ trung bình:
Tốc độ giải phóng O2 =
∆ V (O<sub>2</sub>)
∆ t
0.0031
900 0.0034
600 0.0038
300 0
VO*2
T(s)
0.0015
3000 0.0019
2400 0.0024
1800 0.0028
1200
Back
Click xem violip
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2 Các yếu tố ảnh hưởng
đến vận tốc phản ứng
<b> 8.2.1 N</b>ồ<b>ng </b>độ
<b> 8.2.2 C</b>ơ<b> ch</b>ế<b> và </b>
<b> b</b>ậ<b>c ph</b>ả<b>n </b>ứ<b>ng </b>
<b> 8.2.3 Nhi</b>ệ<b>t </b>độ
<b> 8.2.4 Xúc tác </b>
<b>V</b>ậ<b>n t</b>ố<b>c </b>
<b>Ph</b>ả<b>n </b>ứ<b>ng </b>
Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ
Định luật tác dụng khối lượng
Trong hệ đồng thể, ở nhiệt độ không đổi,
tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với tích số nồng
độ các chất phản ứng (kèm theo số mũ
thích hợp)”.
Phương trình tốn mơ tả quan hệ của tốc độ
tức thời với nồng độ các chất phản ứng
được gọi là phương trình tốc độ phản ứng
hay phương trình động học.
Back
Enter
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ
Tốc độ phản ứng V= k Cm
A.CnB.
Trong đó:
- k: hằng số tốc độ của phản ứng.
- CA và CB: nồng độ mol/l của chất A và
chất B tại thời điểm khảo sát.
- m, n: bậc phản ứng của chất A và B, bậc
phản ứng được xác định bằng thực nghiệm
aA + bB = cC + dD
</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ
Back
Enter
<b>1. Click xem violip </b>
<b>2. Click xem violip </b>
<b>3. Click xem violip </b>
<b>4. Click xem violip </b>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ
Đối với chất khí nồng độ được thay thế
bằng áp suất riêng phần của chúng.
- Với P<sub>A</sub> và P<sub>B</sub> là áp suất riêng phần của chất
A và B tại thời điểm khảo sát.
<b>V= k.Pm</b>
<b>A.PnB </b>
Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.2 Ảnh hưởng của cơ chế và bậc phản ứng
Bậc phản ứng là một đại lượng thực
nghiệm, nó là tổng số mũ các nồng độ
trong phương trình động học. Bậc phản
ứng cho biết ảnh hưởng tổng quát của
nồng độ lên vận tốc phản ứng.
- phản ứng bậc không: m=n=0
- phản ứng bậc một m+n=1
- phản ứng bậc hai m+n=2
- phản ứng bậc ba m+n=3.
Back
Enter
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.2 Ảnh hưởng của cơ chế và bậc phản ứng
Phản ứng hóa học xảy ra phức tạp.
Trải qua nhiều giai đọan trung gian
Giai đọan nào chậm nhất là giai đoạn
quyết định tốc độ phản ứng.
Mỗi giai đoạn là một quá trình cơ bản.
Tập hợp các quá trình cơ bản gọi là cơ chế
phản ứng.
Ví dụ:
4Fe2+<sub> + O</sub>
2 = 4Fe3+ + 2H2O
Back
Enter
8.2.2 Ảnh hưởng của cơ chế và bậc phản ứng
4Fe2+<sub> + O</sub>
2 = 4Fe3+ + 2H2O
- Phản ứng đó trải qua các giai đoạn sau:
Fe2+<sub> + O</sub>
2→ Fe3+ + O2-
O<sub>2</sub>- + H+→ HO
2.
Fe2+<sub> +HO</sub>
2.→ Fe3+ + HO2-
HO<sub>2</sub>- <sub>+ H</sub>+ <sub>→</sub><sub> H</sub>
2O2
H2O2 + Fe2+→ Fe3+ + OH- + O.H
Fe2+<sub> + O</sub>.<sub>H </sub><sub>→</sub><sub> Fe</sub>3+<sub> + OH</sub>-<sub> </sub>
OH- + H+→ H
2O
8.2.3 Ảnh hưởng của Nhiệt độ
</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.1 Ảnh hưởng của Nhiệt độ
Đa số vận tốc của phản ứng hóa học đều
tăng theo nhiệt độ.
Ví dụ:
H<sub>2</sub>(k)+O<sub>2</sub>(k)=H<sub>2</sub>O∆G0<sub>298=-54,635kcal/mol </sub>
- Phản ứng trên ở 6000<sub>C thì xảy ra rất nhanh </sub>
- Theo Van’t Hoft: Hầu hết tốc độ của các
phản ứng tăng theo nhiệt độ, cứ nhiệt độ
tăng 10 độ thì tốc độ tăng lên 2-4 lần.
Back
Enter
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.1 Ảnh hưởng của Nhiệt độ
Trong đó:
γ là hệ số nhiệt độ.
V1 là tốc độ phản ứng ở nhiệt độ t1.
V2 là tốc độ phản ứng ở nhiệt độ t2.
2 1
2 10
1
<i>t</i> <i>t</i>
<i>v</i>
<i>v</i>
γ
−
=
Back
Enter
<b>1. Click xem violip </b>
<b>2. Click xem violip </b>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.1 Ảnh hưởng của Nhiệt độ
Năm 1889, Arrhenius người Thụy Điển đã
đưa ra phương trình thực nghiệm biểu
diễn mối quan hệ hằng số vận tốc với
nhiệt độ.
Trong đó:
- k: hằng số vận tốc phản ứng
- R: hằng số khí
- Ea: năng lượng hoạt hóa.
dlnk
dT
Ea
RT2
=
Back
Enter
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.1 Ảnh hưởng của Nhiệt độ
Phương trình Arrhenius có thể viết dưới
dạng:
Lấy tích phân phương trình từ
nhiệt độ T1 đến T2 ta được:
k = k0 x e
-Ea
RT
dlnk
dT
E<sub>a </sub>
RT2
=
[ ]
k<sub>T2 </sub>
kT1
-E<sub>a </sub>
R
=
ln 1
T2
- 1
T1
Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.2 Thuyết va chạm hoạt động
Điều kiện để phản ứng hóa học xảy ra là
các phân tử của chất tham gia phản ứng
phải va chạm tương tác với nhau.
Phải làm yếu hoặc làm đứt để tạo thành
liên kết mới.
Xây dựng liên kết mới đòi hỏi phải tiêu tốn
một năng lượng nhất định.
Vận tốc tỷ lệ thuận với số lần va chạm
hiệu quả.
Back
Enter
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.2 Thuyết va chạm hoạt động
Năng lượng dư mà các phân tử có được để
va chạm của chúng dẫn đến sự hình thành
chất mới gọi là năng lượng họat hóa
(E<sub>a</sub> đơn vị kcal/mol; kj/mol).
Năng lượng hoạt hóa là năng lượng cần
thiết để đưa các phân tử có năng lượng
trung bình lên trạng thái hoạt động.
</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
Cho thấy sự biến đổi
Năng lượng trong giai
Đoạn phản ứng
Giản đồ năng lượng của phản ứng
∆H
Năng lượng
Hoạt hóa
Thế năng
Tọa độ phản ứng
Enter Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
Giản đồ năng lượng của phản ứng
Năng lượng
hoạt hoá
Thế năng
thay đổi
Th
ế
n
ă
n
g
Chiều quá trình
Enter Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.2 Thuyết va chạm hoạt động
Back
<b>1. Click xem violip </b>
<b>2. Click xem violip </b>
<b>3. Click xem violip </b>
<b>4. Click xem violip </b>
<b>5. Click xem violip </b>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp
(Thuyết phức chất hoạt động)
Thời điểm va chạm của các phân tử hoạt
động, các mối liên kết cũ bị yếu đi (chưa
phá vỡ) liên kết mới hình thành trạng thái
trung gian gọi là trạng thái chuyển
tiếp(không bền) có năng lượng dự trữ lớn.
Phức chất hoạt động tồn tại trong một thời
gian ngắn.
Khi phân hủy thành sản phẩm kèm theo giải
phóng năng lượng.
Enter Back
8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp
(Thuyết phức chất hoạt động)
Năng lượng hoạt hóa là năng lượng tiêu
tốn để chuyển chất tham gia pư ở trạng
thái căn bản thành phức hoạt động.
Để thấy rõ quan hệ giữa chất đầu, trạng
thái chuyển tiếp, sản phẩm. Người ta dùng
đồ thị phản ứng.
<b>H - H </b> <b>H….. H </b> <b>H H </b>
H2 + I2 = 2HI
8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp
(Thuyết phức chất hoạt động)
Với:
- EH-H:năng lượng liên kết của H2=104kcal/mol
- EI-I:năng lượng liên kết của I2=36kcal/mol
- EH-I:năng lượng liên kết của HI=72kcal/mol
- Eat: năng lượng hoạt hóa của phản ứng
thuận= 40kcal/mol.
- Ean:năng lượng hoạt hóa của phản ứng
</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp
(Thuyết phức chất hoạt động)
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng nếu tiến
hành bằng cách làm đứt các liên kết của
H<sub>2 </sub>và I<sub>2</sub> là:
∆H = ∑E<sub>lktc</sub> +∑E<sub>lksp</sub> =(E<sub>H-H</sub> + E<sub>I-I</sub>)- 2E<sub>HI </sub>
= (104+36) – 2.72 = -4 kcal/mol
Năng lượng hoạt hóa trong trường hợp
này là:
Eat = EH-H + EI-I = 104+36 = 140 kcal/mol
Ean= 2EH-I = 2.72 = 144 kcal/mol
Enter Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.3.3 Thuyết trạng thái chuyển tiếp
(Thuyết phức chất hoạt động)
Năng lượng họat hóa càng nhỏ thì có
nhiều phân tử có thể trở thành phân tử
hoạt động, vận tốc pư càng lớn.
Phản ứng có năng lượng hoạt hóa từ
10-30kcal/mol tiến hành với vận tốc đo được.
Phản ứng có năng lượng hoạt hóa lớn hơn
30kcal/mol ở nhiệt độ thường xảy ra rất
chậm.
Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.4 Ảnh hưởng của xúc tác
8.2.4.1 Khái niệm chất xúc tác
8.2.4.2 Phân loại chất xúc tác
8.2.4.3 Tính chất của xúc tác
8.2.4.4 Cơ chế của xúc tác
Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
8.2.4.1 Khái niệm chất xúc tác
Khái niệm:
Chất xúc tác là chất tham gia vào một giai
đoạn của phản ứng và làm tăng tốc độ của
phản ứng, sau đó được phục hồi và tách ra
khỏi sản phẩm của phản ứng mà không bị
biến đổi cả về tính chất hố học cũng như
về lượng.
Back
Click xem violip
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
<b>Xúc tác </b>
1
2 3
Đồng thể
Dị thể
Enzym
8.2.4.2 Phân loại chất xúc tác
Back
Gv: Quach An Binh Thang 8-2009
Xúc tác đồng thể
- Xúc tác đồng thể: có cùng pha với chất
tham gia phản ứng (dung dịch axit, bazơ,
muối của kim loại chuyển tiếp…)
-Ví dụ: Nhiệt phân dietyl ete ở pha khí với
xúc tác đồng thể là hơi iot:
C2H5OC2H5 + I2→ CH3CH2I + HI + CH3CHO
CH3CH2I + HI → CH3CH3 + I2
CH3CHO → CH4 + CO
</div>
<!--links-->
