Đang tải... (xem toàn văn)
Động hóa học nghiên cứu diễn biến của quá trình biến đổi hóa học các chất thể hiện ở: 1 Tốc độ quá trình; 2 Đường đi của quá trình hay còn gọi là cơ chế phản ứng; 3 các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc như nhiệt độ, môi trường ..., Đại lượng quan trọng nhất của động hóa học là W vận tốc phản ứng và k hằng số vận tốc. Để thể hiện vận tốc phản ứng ta hay dùng phương trình tốc độ (định luật tốc độ) sự phụ thuộc vận tốc vào nồng độ chất phản ứng với các khái niệm n bậc phản ứng, m phân tử số và hệ số tỷ lượng.
ĐỘNG HÓA HỌC PGS – TS Lê Kim Long, Đại học Quốc gia Hà Nội Động hóa học nghiên cứu diễn biến q trình biến đổi hóa học chất thể ở: 1- Tốc độ trình; 2- Đường q trình hay cịn gọi chế phản ứng; 3- yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc nhiệt độ, môi trường , Đại lượng quan trọng động hóa học W- vận tốc phản ứng k- số vận tốc Để thể vận tốc phản ứng ta hay dùng phương trình tốc độ (định luật tốc độ) phụ thuộc vận tốc vào nồng độ chất phản ứng với khái niệm n- bậc phản ứng, mphân tử số ν- hệ số tỷ lượng Điều kiện xảy phản ứng hóa học Trong phần nhiệt động học biết khái niệm H, S, G điều kiện để phản ứng tự xảy 1.1 Nhiệt động học: ∆G < ≡ ∆H − T∆S ∆H > ∆G Điều kiện nhiệt động học điều kiện cần điều kiện đủ để phản ứng xảy mức ghi nhận lại điều kiện động học 1.2 Động học: Phản ứng xảy có va chạm phân tử có đủ lượng nội dung định luật tác dụng khối lượng hay định luật - phương trình tốc độ phản ứng (thực nghiệm): n W = k C n C B → − k A A B −n − n = n A + nB Theo lí thuyết phản ứng thực nghiệm va chạm hoạt động va chạm hạt có đủ lượng vượt qua lượng hoạt hoá E* hay EA − Va chạm → va chạm hoạt động → khái niệm E* − Va chạm định hướng (thừa số không gian P) → thuyết va chạm hoạt động Đường cong động học tốc độ phản ứng Khi xét phản ứng, ví dụ đơn giản: chất A phản ứng tạo chất B, ta viết A → B Khi CA giảm dần, CB tăng dần theo thời gian phản ứng t Nếu biểu diễn C theo t ta có đường cong động học W → k, n → E* → khái niệm t1/2 Khi ta có khái niệm tốc độ chuyển hố phản ứng: Tốc độ chuyển hoá chất A = -dCA/dt C Tốc độ chuyển hoá chất B = +dCB/dt Vận tốc phản ứng W = ±dC/dt Trường hợp phản ứng phức tạp hơn: Ví dụ:1 N2 + 3H2 W= − t 2NH3 d[N ] d[H ] d[NH ] = − = + dt dt dt W ≡ r ≡ số mol chất phản ứng sản phẩm hình thành/1đơn vị thời gian (t)/1 đơn vị thể tích(V) → W = ± ∆n ∆C = ± ; V∆ t ∆t Wt = ± dC ; dt Nếu tính tới hệ số tỷ lượng ν cân phản ứng cần chia cho ν Giải thích dấu ± đứng trước ứng với xu hướng biến đổi nồng độ chất để đảm bảo tốc độ phản ứng luôn dương Các khái niệm k, n, m phân loại phản ứng 3.1 Đơn giản: Những phản ứng giai đoạn (nghĩa A, B va chạm dẫn đến sản phẩm) = phản ứng bản, ví dụ: H+ + OH− → H2O CH3−O−CH3 → CH4 + CO + H2 n=m=ν 3.2 Phức tạp: n, m khơng Ví dụ 1: n ≠ m CH3COCH3 + I2 → CH3COCH2I + HI Cơ chế: a) CH3COCH3 → CH3C(OH)=CH2 (chậm) b) CH3C(OH)=CH2 + I2 → CH3COCH2I + HI (nhanh) W = Wa = ka [CH3COCH3]1 Ta có khái niệm giai đoạn định tốc độ giai đoạn chậm Ví dụ 2: n = m chế phức tạp 2NO + Cl2 = 2NOCl Cơ chế: → ¬ a) NO + Cl2 NOCl2 (nhanh) b) NOCl2 + NO → 2NOCl Ka = [NOCl ] → [NO] [Cl ] WB = kb [NOCl2] [NO], (chậm) [NOCl2] = Ka[NO] [Cl2] [NOCl2] = Ka[NO] [Cl2] = kb Ka [NO]2 [Cl2] Ví dụ 3: n lẻ H2 + Br2 W → 2HBr = k [H2] [Br2] k [H ] [Br]1/2 Thực tế: W = + k [HBr] [Br2 ] k [H ] [Br2 ]3 / ⇒ W= [Br2 ] + k [HBr ] Muốn biết nBr = ? phải xét [Br] >>