Chương 8: CƠ SỞ CỦA ĐỘNG HÓA HỌC I. Khái niệm & đònh luật cơ sở của Động hóa học II. Động học các phản ứng đơn giản III. Động học các phản ứng phức tạp IV. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng I. KHÁI NIỆM & ĐỊNH LUẬT CƠ SỞ của ĐỘNG HÓA HỌC Là độ biến đổi một lượng chất nào đó (tác chất hay sản phẩm) trong 1 đơn vò thể tích và trong 1 đơn vò thời gian. Khi V = const: 1 . i dN W Vdt =± i dC W dt =± W: tốc độ tức thời của pư V: thể tích hệ N i : số mol của chất i Dấu: (-) i là tác chất (+) i là chất tạo thành. 1. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC a A + b B → c C + d D Vận tốc phản ứng hh = vận tốc mất đi của tác chất = vận tốc tạo thành của sản phẩm 1111 C A BD dC dC dC dC W a dt b dt c dt d dt =− =− = = 11 A B dC dC adt bdt =− =− 11 C D dC dC cdt ddt == Xác đònh tốc độ phản ứng Tốc độ tức thời i dC W dt =± Tốc độ trung bình i C W t Δ =± Δ 2. Đònh luật tác dụng khối lượng • Đối với phản ứng đơn giản (pư chỉ diễn gồm 1 giai đoạn và 1 chiều) thì tốc độ phản ứng ở mỗi thời điểm tỉ lệ thuận với tích số nồng độ các chất phản ứng (với 1 số bậc xác đònh). Xét phản ứng tổng quát: aA + bB + cC →sản phẩm Pt tốc độ phản ứng: = pqr A BC WkCCC k: hằng số tốc độ. Khi C i = 1 thì W = k Ỉ gọi k là tốc độ riêng của pứ k phụ thuộc T, không phụ thuộc C i , đặc trưng cho từng pứ Trường hợp đơn giản: a = p; b = q; c = r. PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG * THEO BẬC PHẢN ỨNG: Xét phản ứng: aA + bB + cC →sản phẩm Pt vận tốc: = pqr ABC WkCCC n = p + q + r gọi là bậc phản ứng p, q, r là bậc theo từng chất = 2 A B WkCC = 2 A B WkCC n = 0: W = k phản ứng bậc 0. n = 1: W = kC phảnứngbậc1. n = 2:W = kC A .C B phảnứngbậc2. W = kC 2 n = 3:W = kC 3 phảnứngbậc3. n có thể là phân số hay số nguyên * THEO PHÂN TỬ SỐ: • Phân tử số là số phân tử đồng thời tham gia vào moat giai đoạn sơ cấp của phản ứng, có các loại: • Phản ứng đơn phân tử. • Phản ứng lưỡng phân tử. • Phản ứng tam phân tử. Lưu ý: Bậc phản ứng là đại lượng hình thức, rút ra từ thực nghiệm Phân tử số là một khái niệm lý thuyết, chỉ biết nó khi biết rõ cơ chế, tức là biết đến từng giai đoạn sơ cấp. Chỉ các phản ứng đơn giản thì phân tử số ≡ bậc phản ứng. 3. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG • Là con đường mà các tác chất phải trải qua để tạo thành sản phẩm cuối • = Tổng các giai đoạn diễn ra phản ứng hóa học • Mỗi giai đoạn nhỏ gọi là giai đoạn sơ cấp của phản ứng. • Chất trung gian: là chất được tạo ra trong một số giai đoạn của quá trình phản ứng hóa học Xác đònh cơ chế phản ứng bằng phương pháp thực nghiệm 1. Xác đònh các hợp chất trung gian: dùng các phản ứng đặc trưng, các phương pháp phân tích phổ, phân tích điện. 2. Dự kiến các cơ chế có thể. 3. Thiết lập phương trình động học dựa vào các cơ chế đó. 4. So sánhphươngtrìnhđộnghọcvớithực nghiệm. [...]...II ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN 1 PHẢN ỨNG BẬC 1 • Xét phản ứng: • Bđ t= 0 Pứ • t=t A → CAo x CAo– x sản phẩm 0 CAo: nồng độ đầu (mol/lit) x x : nồng độ phản ứng x C = C -x nồng độ còn lại A Ao • Phương trình động học của phản ứng: d (C Ao − x ) dx dC A W =− =− = = kC A = k (C Ao − x ) dt dt dt C Ao C Ao ln =... nghiệm và dùng pp đồ thò 2 … CAo 1 … … … t½ PHƯƠNG PHÁP ĐO TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Đo tốc độ phản ứng = Xác đònh nồng độ của hỗn hợp phản ứng biến đổi theo thời gian • Phương pháp hóa học: phân tích mẫu ở các thời điểm • Thời gian phải chính xác bằng cách cho phản ứng trong mẫu ngừng lại • Phương pháp hóa lý: đo nồng độ thông qua các thông số vật lý (P, V, góc quay mặt phẳng phân cực ánh sáng, độ dẫn điện, mật... • ⎤ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ k3 2 k2 [ H 2 ] 1/ 2 d [ HBr ] k ' [ H 2 ][ Br2 ] k4 k1 = [ Br2 ] = dt [ HBr ] k3 [ HBr ] k5 1+ k + k4 [ Br2 ] [ Br2 ] Tính được gần đúng phương trình động học Khi có số liệu thực nghiệm, cần kiểm chứng lại pt động học (được xây dựng trên giả thiết) ... t1/2 t PP Tích phân lnCAo PP Thời gian bán hủy III ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG PHỨC TẠP Phản ứng phức tạp: diễn ra ít nhất 2 giai đoạn trở lên (Phản ứng thuận nghòch, song song, nối tiếp) Quy tắc độc lập • Nếu trong hệ thống xảy ra 1 số phản ứng thì mỗi phản ứng đều tuân theo đònh luật tác dụng khối lượng và diễn ra độc lập với nhau • Sự biến đổi tổng cộng của hệ là tổng sự biến đổi độc lập đó 1 PHẢN ỨNG THUẬN... trò (-dCA/dt) từ đường CA= f(t) Lập bảng: t CA 5) Vẽ lnW theo lnCA 6) Tính n1 và k’ W= lnCA lnW - dCA/dt • PHƯƠNG PHÁP THỜI GIAN CHUYỂN HÓA (1/q) PHẦN CỦA TÁC CHẤT Thời gian bán hủy 2 −1 t 12 = n −1 ( n − 1) knCAo n −1 Thời gian chuyển ⎧ 1 ⎡⎛ q ⎞n −1 ⎤ ⎫ ⎪ 1− n ⎪ hóa (1/q) phần t1/q C Ao ⎨ ⎢⎜ ⎟ − 1⎥ ⎬ = kt 1 q ⎥⎪ ⎪ n − 1 ⎢⎝ q − 1 ⎠ (ứng với CA = CAo/q) ⎣ ⎦⎭ ⎩ ln t 1 = ln Q + (1 − n ) ln C Ao q Xác... − x ) − kn ( CBo + x ) = ( ktC Ao − knCBo ) − ( kt + kn ) x dt ktC Ao − knCBo − ( kt + kn ) x ⇒ ln = − ( kt + k n ) t ktC Ao − knCBo kt C A − k n C B = − ( kt + k n ) t ln ktC Ao − knCBo Ở cân bằng hóa học t = t∞ kt CB∞ CBo + x∞ K= = = kn C A∞ C Ao − x∞ x∞ − x ln = − (kt + kn ) t x∞ 2 PHẢN ỨNG SONG SONG • Các tác chất có thể tham gia phản ứng theo nhiều hướng khác nhau, tạo thành nhiều chất khác nhau... PHƯƠNG PHÁP TÍCH PHÂN dCA 1) Giả thiết cơ chế và pt W=− = f ( kCA ) = kf(CA ) dt vận tốc tương ứng dC A 2) Sắp xếp lại và lấy tích phân − = kdt f(C A ) CA t dC A − ∫ = F (C A ) = k ∫ dt = kt f(C A ) C A0 0 3) Xác đònh giá trò CA, F(CA) theo thực nghiệm ở các t Lập bảng: 4) Vẽ F(CA) theo t 5) Nếu không thẳng, giả thiết lại t CA F(CA) • PHƯƠNG PHÁP VI PHÂN 1) Giả thiết cơ chế và pt W = − dCA = f ( kC ) =... H 2 ⎯⎯ HBr + H • → k3 → H • + Br2 ⎯⎯ HBr + Br • k4 H • + HBr ⎯⎯ H 2 + Br • → k5 Br + Br ⎯⎯ Br2 → • • d [ HBr ] dt = k2 ⎡ Br • ⎤ [ H 2 ] + k3 [ Br2 ] ⎡ H • ⎤ − k4 [ HBr ] ⎡ H • ⎤ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ Vận tốc pư của các hợp chất trung gian = 0 d ⎡ Br • ⎤ ⎣ ⎦ dt d ⎡H • ⎤ ⎣ ⎦ dt = 2k1 [ Br2 ] − k2 ⎡ Br • ⎤ [ H 2 ] + k3 ⎡ H • ⎤ [ Br2 ] + k4 ⎡ H • ⎤ [ HBr ] − 2k5 ⎡ Br • ⎤ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ =0 ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ = k2 ⎣ Br • . Chương 8: CƠ SỞ CỦA ĐỘNG HÓA HỌC I. Khái niệm & đònh luật cơ sở của Động hóa học II. Động học các phản ứng đơn giản III. Động học các phản ứng phức tạp IV. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến. ra phản ứng hóa học • Mỗi giai đoạn nhỏ gọi là giai đoạn sơ cấp của phản ứng. • Chất trung gian: là chất được tạo ra trong một số giai đoạn của quá trình phản ứng hóa học Xác đònh cơ chế phản. phức tạp IV. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng I. KHÁI NIỆM & ĐỊNH LUẬT CƠ SỞ của ĐỘNG HÓA HỌC Là độ biến đổi một lượng chất nào đó (tác chất hay sản phẩm) trong 1 đơn vò thể tích