động học của phản ứng

38 117 0
động học của phản ứng

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

2.4 ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ PHỨC TẠP Người soạn: TS Nguyễn Đình Minh Tuấn 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học kf ⎯→ A⎯ ⎯⎯ k Reversible first-order reactions B r kf , kr : số vận tốc phản ứng thuận (forward) phản ứng nghịch (reverse) Vận tốc tổng: Tại điểm cân rnet d A =− = k f A − k r B  dt (1) rnet = k f Aeq − k r B eq = Nếu bỏ qua hệ số hoạt độ cấu tử, số cân phản ứng K là: Beq K= Aeq = (2) kf kr ❖Xác định K phương trình van hoff ❖∆G=-RT.lnK 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học Trừ vế theo vế phương trình (1) (2) ta được: − d A  = k f (A  − A eq ) − k r (B − Beq ) dt giả sử ban đầu, [A]00, [B]0=0, đó: [B]=[A]0 - [A] [B]eq = [A]0 - [A]eq [B]- [B]eq = [A]0 - [A] - ([A]0 - [A]eq) = -[A] + [A]eq d A  − = (k f + k r )(A  − A eq ) dt (A − A ) = (A − A )e t eq − ( k f + kr )t eq If we know K, then we can calculate kf and kr 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học ❖Thời gian bán phản ứng Thời gian bán phản ứng phản ứng thuận nghịch thời gian cần thiết để [A]-[A]eq giảm nửa so với giá trị ban đầu t1/ ln = k f + kr 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học kf ⎯→ B A⎯ ⎯⎯ kr 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học Bài tập d) Comment these answers 2.4.2 Phản ứng nối tiếp Consecutive first-order reactions A ⎯⎯→ B ⎯⎯→ F k1 Giả sử: k2 Hai giai đoạn phản ứng bậc bỏ qua phản ứng nghịch d  A = − k 1[A] dt At = A0 e d B  = k 1[A] - k [B] dt d B  = k1 A 0 e −k1t − k B dt − kt k1 A 0 −k1t − k 2t Bt = e −e k − k1 ( ) 10 Troubleshooting A first-order plot fits the data better than a second-order plot In experimental kinetics, it is extremely important to extend an experiment to a long enough time that the appropriate straight line—and therefore the correct order of the reaction—is determined conclusively 24 ❖ Trong phần sinh viên cần + Hiểu ý nghĩa phản ứng thuận nghịch, nối tiếp, song song + Hiểu cách thiết lập phương trình vi phân trường hợp + Giải phương trình vi phân trường hợp phản ứng đơn giản, thuận nghịch Từ đó, biểu diễn mối quan hệ nồng độ thời gian + Hiểu áp dụng phương pháp cô lập để xác định bậc phản ứng 25 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ 26 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖Tại phản ứng xảy ra? 27 ❖ Sự phụ thuộc sốứng vận Tại phản xảytốc ra? vào nhiệt độ ▪ Phản ứng xảy phần tử va chạm với với lượng lớn lượng hoạt hóa Ea ▪ Năng lượng tối thiểu cần thiết để tiểu phần tử va chạm để phản ứng gọi lượng hoạt hóa Ea khác phản ứng 28 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ The Arrhenius Relation kT +10 (1889) Reaction rates depend strongly on (γ~2-3) = temperature kT Arrhenius postulates ✓ Only “activated” molecules can react ✓ Numbers of activated molecules would be governed by the Boltzmann probability distribution This assumption leads to the Arrhenius relation: k = Ae − a / k BT 29 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ Arrhenius Relation k = Ae − a / k BT εa is the energy that the molecules must have in order to react and is called the activation energy A is called the pre-exponential factor k = Ae − Ea RT ln k = - Ea + lnA RT Ea = NAv εa is the molar activation energy R = kB.NAv is the ideal gas constant Experimental molar activation energy values are usually in the range from 50 to 200kJ.mol−1, somewhat smaller than energies required to break chemical bonds 30 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖Xác định lượng hoạt hóa ln k = - Ea + lnA RT 31 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖Năng lượng hoạt hóa Exothermic reaction Endothermic reaction The activation energy (Ea) is the minimum amount of energy required to initiate a chemical reaction 32 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖Ví dụ: 33 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖Bài tập 2: 34 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖Ví dụ: 35 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖Solution ▪ First, we need to determine the values that we will be plotting: They aren’t the values right from the table above! We need the following pairs of numbers 36 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖ Sử dụng số liệu từ ví dụ trên: ❖ Tính số vận tốc 370K So sánh kết thu với giá trị thu từ thực nghiệm 370K 2,1×10-13 cm3/(molecules-s) 37 Sự phụ thuộc số vận tốc vào nhiệt độ ❖Trong phần sinh viên cần ▪ Hiểu tính tốn ý nghĩa lượng hoạt hóa biết k nhiệt độ ▪ Biễu diễn k theo T đồ thị ▪ Xác định Ea A đồ thị 38 ... 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học kf ⎯→ B A⎯ ⎯⎯ kr 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học Bài tập d) Comment these answers 2.4.2 Phản ứng nối... If we know K, then we can calculate kf and kr 2.4.1 Phản ứng thuận nghịch – cân hóa học ❖Thời gian bán phản ứng Thời gian bán phản ứng phản ứng thuận nghịch thời gian cần thiết để [A]-[A]eq giảm... Xác định bậc phản ứng ❖Các cách để xác định bậc phản ứng: Dựa vào vận tốc ban đầu Dựa vào phương trình vi phân Dựa vào thời gian bán phản ứng Phương pháp cô lập 15 Xác định bậc phản ứng Định luật

Ngày đăng: 01/04/2020, 07:44

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan