Bài giảng Hoá lý 2 - Bài 4 (Phần 2: Động hoá học)

BÀI 4<br /> XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRONG<br /> PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC<br /> TS. Vũ Ngọc Duy<br /> Bộ môn Hóa lý – Khoa Hóa Học – ĐH KHTN<br /> <br /> Nhiệm vụ cơ bản<br /> của nghiên cứu động học<br /> aA + bB = cC + dD<br /> • Xác định bậc phản ứng, hằng số tốc độ phản ứng trong<br /> phương trình tốc độ:<br /> dC A<br /> (pt. 1)<br /> r<br />  k [ A]n1[ B ]n 2<br /> dt<br /> • Xác định năng lượng hoạt hóa trong phương trình<br /> Arrhenius:<br /> E * / RT<br /> (pt. 2)<br /> k  k0e<br /> (k phụ thuộc vào nhiệt độ)<br /> <br /> k0: thừa số trước hàm mũ<br /> E*: năng lượng hoạt hóa, kcal/mol<br /> <br /> Để xác định được k, n và E, ta cần theo dõi biến thiên nồng<br /> độ chất phản ứng (hay sp) theo thời gian.<br /> • Phương pháp cô lập: [B] >> [A] khoảng 10 lần, [B] được<br /> coi như không đổi trong quá trình phản ứng<br /> dC A<br /> (pt. 1)<br /> <br />  k '[ A]n1 với k '  k [ B ]n 2<br /> dt<br />  Giả thiết n1 = 1<br /> C A, 0<br /> dC A<br /> ln<br />  k't<br /> <br />  k '[ A]<br /> CA<br /> dt<br /> ln(CA,0/CA) phụ thuộc tuyến tính vào t<br /> C<br /> <br /> Ln(CA,0/CA)<br /> <br /> CA,0<br /> Kết quả thực<br /> nghiệm<br /> <br /> - Giả thiết đúng<br /> (Phản ứng bậc 1)<br /> <br /> k’<br /> <br /> - k’ là độ dốc<br /> đường thẳng<br /> t<br /> <br /> t<br /> <br />  Xác định k, n2:<br /> n2<br /> <br /> k '  k[ B]<br /> Mỗi một nồng độ B (rất dư) cho một giá trị k’<br /> ln( k ' )  ln( k )  n 2 ln([ B ])<br /> Thực nghiệm:<br /> [B]1<br /> k’1<br /> [B]2<br /> k’2<br /> ….<br /> [B]n<br /> k’n<br /> <br /> ln(k’)<br /> n2<br /> ln(k)<br /> [B]<br /> <br /> - n2 là độ dốc của đường thẳng biểu diễn sự phụ thuộc ln(k’) theo [B]<br /> - Giao điểm với trục tung cho giá trị ln(k) → k<br /> <br />  Xác định E*:<br /> E* / RT<br /> <br /> E*<br /> ln( k )  ln( k 0 ) <br /> RT<br /> <br /> k  k0e<br /> <br /> Thực nghiệm xác định k ở các nhiệt độ khác nhau:<br /> T1<br /> T2<br /> ….<br /> Tn<br /> <br /> k1<br /> k2<br /> kn<br /> <br /> 1/T1<br /> 1/T2<br /> ….<br /> 1/Tn<br /> <br /> ln(k1)<br /> ln(k2)<br /> <br /> ln(k)<br /> ln(k0)<br /> <br /> tg(α)= -E*/R<br /> <br /> ln(kn)<br /> 1/T<br /> <br /> Lưu ý: đơn vị nhiệt độ K<br /> Thông thường k đo ở khoảng cách nhiệt độ 10 K<br /> <br />