Đang tải... (xem toàn văn)
14C phân huỷ theo phản ứng bậc nhất, có hằng số vận tốc bằng 1,21 x 10-4 y -1 .Tính thời gian bán huỷ của một miếng 14C. Cho biết đồng vị phóng xạ 146C có chu kỳ bán rã là 5727 năm, sự phân rã phóng xạ này là quá trình bậc nhất. Một bộ xương người được phát hiện có hàm lượng 146C giảm chỉ còn 1% so với thời điểm ban đầu của nó. Người này sống các đây bao nhiêu năm?.
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU HÓA LÝ 2 Giảng viên: Diệp Khanh KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Xét trường hợp đơn giản: A B t1 [A]1 [B]1 t2 [A]2 [B]2 Vận tốc tức thời ≠ Vận tốc trung bình ??? Cách biểu diễn: 2 1 0? A A A n n n ∆ = − < 2 1 0? B B B n n n ∆ = − < A B n n v V t V t ∆ ∆ ⇒ =− =+ ∆ ∆ 2 1 0?t t t ∆ = − > KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Trong động hóa học, người ta sử dụng vận tốc tức thời chứ không sử dụng vận tốc trung bình ??? - Khi ∆t0 thì hay - Lúc này ta có: vận tốc của phản ứng được gọi là vận tốc tức thời vtt và được tính theo biểu thức: hay , , . i i tb n C v i A B V t t ∆ ∆ = ± = ± = ∆ ∆ i tt dC v dt = ± i i C dC t dt ∆ ± →± ∆ 0 lim i i t C dC t dt ∆ → ∆ ± = ± ∆ A B tt dC dC v dt dt = − = + KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM v1 vận tốc tức thời tại t = t1, v0 là vận tốc tức thời tại t = to. i tt dC v dt = ± KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Một cách tổng quát: Định luật tác dụng khối lượng: Năm 1864 C.Guldberg – P. Waage đưa ra định đề gọi là định luật tác dụng khối lượng. Theo định đề này vận tốc phản ứng tỉ lệ thuận với tích số nồng độ ( với số mũ thích hợp) của các chất tham gia phản ứng . aA dDbB cC + → + 1 1 1 1 . . . . C A B D tt dC dC dC dC v a dt b dt c dt d dt ⇒ = − = − = + = + [ ] .[B] a b v k A = KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Bậc phản ứng: xét phản ứng: (a, b,c, d:là hệ số tỉ lượng) Nếu thực nghiệm cho: Với: v: vận tốc của phản ứng. [ ]: nồng độ mol k: hằng số thì: m: là bậc riêng của A. n: là bậc riêng của B . l: là bậc riêng của L (có thể là chất xúc tác) ⇒ Bậc tổng quát của phản ứng= (m + n + l), m, n,l thuộc tập R. Khi nào thì Hệ số tỉ lượng chính là bậc của phản ứng ? aA dDbB cC + → + .[ ] [ ] [ ] m n l v k A B L = KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - PTĐH ở dạng tích phân của phản ứng 1 chiều bậc 1. k A B t1= 0 a 0 t a-x x Phương trình động học của một số phản ứng cơ bản , [ ]v k A = [ ] [ ] [ ] ( ) ( ) ln( ) ( ) d A d B k A dt dt d a x dx k a x dt dt dx kdt a x kt C a x − = + = − ⇔ − = + = − ⇔ = ⇔ − − = + − ∫ ∫ KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Xác định C, ta suy ra được phương trình động học của phản ứng 1 chiều bậc 1: - Từ phương trình trên, ta đưa dạng lũy thừa: - Ở đây [A], x là một hàm số của thời gian: [A]=f(t), x = f(t): ln . a k t a x = − 1 ln a k t a x ⇒ = − [ ] ( ) . (1 ) kt kt A a x a e x a e − − = − = ⇔ = − KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM tgα=k – Thứ nguyên của hằng số tốc độ k là Thời gian-1 (t- 1), đơn vị: giây-1, phút-1, giờ-1. – Đồ thị: ln a a x − t KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Trường hợp đặc biêt: (Chu kỳ bán hủy) A B t =t1/2 a-x = a/2 x = a/2 – Ta có: • Thời gian bán huỷ, chu kỳ bán huỷ, thời gian nửa phản ứng (half-life) 1 2 1 1 1 0,693 ln ln .ln 2 2 a a t t a k a x k k k a = ⇔ = = = − − 2 3/4 3 1 4 2 1 1 0,693 ln .ln 2 2. 2. 3 4 a t t t t a k k k a = ⇒ = = = = − [...]... nồng độ ban đầu của A và B không bằng nhau và lần lượt là [A]0 = a, [B]0 = b: [A] = a - x : nồng độ thời điểm t [B] = b - x : nồng độ thời điểm t KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Ta có: d (a − x) dx dx − =+ = k (a − x )(b − x) ⇔ = k dt dt dt (a − x )(b − x ) • Suy ra: ptđh dạng tích phân lúc này trở thành 1 b( a − x ) ln = kt a − b a (b − x ) KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM (a − x) a... KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM (a − x ) (b − x) a>b t - Phương trình động học dạng tích phân của phản ứng một chiều bậc 3: A t1= 0 t a a-x - Ta có: B , v = k [A] 3 0 x dx dx 3 3 = k[ A] = k (a − x) ⇔ = k dt 3 dt (a − x) KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Lấy tích phân ta có: 1 1 1 ( a − x ) 2 − a 2 = kt 2 1 1 ⇒ = 2kt + 2 2 (a − x) a Xác định k: • Tính k trung bình • Vẽ đồ thị KHOA HÓA... [A] [A]0 n −1 ( n −1) kn [A]0 n≠1 nA → SP KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM [A]0 [B] ÷ln [B]0 [A] 1 k2 [A]0 ( 2[B]0 -[A]0 ) 1 ln k2 ( [B]0 -[A]0 ) [B]0 Phương pháp xác định bậc phản ứng - Phương pháp thế - Phương pháp tốc độ đầu - Phương pháp đồ thị - Phương pháp chu kỳ bán hủy KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Bài tập: - Trong phản ứng: CH3COCH3 C2H4 + H2 + CO áp suất tổng... KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Phương pháp tốc độ đầu (Trường hợp vận tốc v chỉ phụ thuộc vào 1 chất: - Cách 1: Từ phương trình: d [A] n V =− dt = k (a − x) Khi t 0, a –x a => v0 = kan Làm thí nghiệm 2 với nồng độ a’, v0’= ka’n Từ đó: V0 lg V0 − lg V a n =( ') ⇒n = ' V0 a lg a − lg a ' KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ' 0 - Cách 2: ta có: lgv = n.lg[a-x] + lgk lgv tgα = n lgk lg[A] KHOA HÓA... như sau: Xác định bậc riêng phần và toàn phần của phản ứng trên ? KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Phương pháp chu kỳ bán hủy - Đối với phản ứng bậc 1, ta luôn có: 0,693 t1/2 = =const k Vì thế, ở T = const, t1/2 không đổi Nếu ta xác định chu kỳ bán hủy của một phản ứng nào đó, thấy trị số thực nghiệm thu được luôn không đổi thì phản ứng đó là phản ứng bậc 1 - Trường hợp phản ứng có bậc khác 1 (n... 0: A t0= 0 B 0 v = k [A] a - Ta có: t=t a-x x dx = k ⇒ x = kt dt a t1/ 2 = 2k 3a 3 ⇒ t3/ 4 = = t1/ 2 3a 4k 2 t3/4 = 4k KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 0 - Để phản ứng xảy ra hoàn toàn: tại thời điểm này (t∞) chất A hoàn toàn chuyển thành chất B, ta có; t1/2 KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 1 = t∞ 2 TÓM TẮT Bậc Phản ứng Phương trình động học dạng vi phân Dạng tích phân t1/2 0 A → SP dx = k0 dt... a(a − x ) t a (a − x ) Thứ nguyên của k: là thời gian-1.nồng độ-1), đơn vị: s-1.M-1 KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Xác định k bằng 2 cách: - Cách 1: Tính k tại mỗi t rồi lấy k trung bình - Cách 2: Dùng đồ thị là đường thẳng => Pt bậc 2 x a (a − x) 1 (a − x) tgα = k tgα = k hoặc 1 a t KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM t - Xác định bậc phản ứng: có thể dựa vào mối quan hệ giữa giá trị t(1/2)... 693 − = λ.N ⇒ t1/ 2 = dt λ KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Tóm tắt: Đặc điểm để nhận dạng PTDH của p/ứ 1 chiều bậc 1 là: - k có đơn vị là thời gian-1 - Đồ thị ln(a/(a-x)) = f(t) là một đường thẳng - Có t(3/4) = 2.t(1/2) Ví dụ 1: Cho phản ứng: A B , có các số liệu thực nghiệm sau: t (phút) 0 10 20 30 [A] mol/l 0,8 0,4 Xác định bậc của phản ứng trên KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 0,2 0,1 Ví... VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Nếu vận tốc phụ thuộc vào nhiều chất: v = k[ A] [ B ] [C ] m n p • Xác định m thì cho [A] thay đổi, [B] và [C] cố định • Xác định n thì cho [B] thay đổi, [A] và [C] cố định • Xác định p thì cho [C] thay đổi, [A] và [B] cố định KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Ví dụ: Cho số liệu thực nghiệm của phản ứng như sau: Xác định bậc riêng phần và toàn phần của phản ứng trên ? KHOA HÓA... đây bao nhiêu năm? KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Phương trình động học dạng tích phân của phản ứng một chiều bậc 2: A + B C + D v = k [A].[B ] Xét trường hợp : nồng độ ban đầu của A và B lần lượt là [A]0 và [B]0 bằng nhau và bằng a : [A] = [B] = a - x : nồng độ thời điểm t d ( a − x) dx dx =+ = k (a − x )(a − x ) ⇔ = k dt 2 - Ta có: − dt dt (a − x) KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - . KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU HÓA LÝ 2 Giảng viên: Diệp Khanh KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Xét trường hợp đơn giản:. t V t ∆ ∆ ⇒ =− =+ ∆ ∆ 2 1 0?t t t ∆ = − > KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Trong động hóa học, người ta sử dụng vận tốc tức thời chứ không sử dụng vận tốc trung bình ??? - Khi ∆t0 thì. B tt dC dC v dt dt = − = + KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM v1 vận tốc tức thời tại t = t1, v0 là vận tốc tức thời tại t = to. i tt dC v dt = ± KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Một cách