CƠ SỞ CỦA ĐỘNG HÓA HỌC

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

86
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'cơ sở của động hóa học', khoa học tự nhiên, hoá học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CƠ SỞ CỦA ĐỘNG HÓA HỌC

Chöông 8: CÔ SÔÛ CUÛA ÑOÄNG HOÙA HOÏC I. Khaùi nieäm & ñònh luaät cô sôû cuûa Ñoäng hoùa hoïc II. Ñoäng hoïc caùc phaûn öùng ñôn giaûn III. Ñoäng hoïc caùc phaûn öùng phöùc taïp IV. AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñeán toác ñoä phaûn öùng
I. KHAÙI NIEÄM & ÑÒNH LUAÄT CÔ SÔÛ cuûa ÑOÄNG HOÙA HOÏC
1. TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG HOÙA HOÏC Laø ñoä bieán ñoåi moät löôïng chaát naøo ñoù (taùc chaát hay saûn phaåm) trong 1 ñôn vò theå tích vaø trong 1 ñôn vò thôøi gian. W: toác ñoä töùc thôøi cuûa pö 1 dNi W =± . V: theå tích heä V dt Ni: soá mol cuûa chaát i Khi V = const: Daáu: (-) i laø taùc chaát (+) i laø chaát taïo thaønh. dCi W =± dt
aA+bB→cC+dD 1 dCB 1 dCC 1 dCD 1 dC A W =− =− = = a dt b dt c dt d dt Vaän toác phaûn öùng hh = vaän toác maát ñi cuûa taùc chaát 1 dC A 1 dCB =− =− a dt b dt = vaän toác taïo thaønh cuûa saûn phaåm 1 dCC 1 dCD = = c dt d dt
Xaùc ñònh toác ñoä phaûn öùng dCi Toác ñoä töùc thôøi W =± dt ΔCi W =± Toác ñoä trung bình Δt
2. Ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng • Ñoái vôùi phaûn öùng ñôn giaûn (pö chæ dieãn goàm 1 giai ñoaïn vaø 1 chieàu) thì toác ñoä phaûn öùng ôû moãi thôøi ñieåm tæ leä thuaän vôùi tích soá noàng ñoä caùc chaát phaûn öùng (vôùi 1 soá baäc xaùc ñònh). Xeùt phaûn öùng toång quaùt: aA + bB + cC →saûn phaåm W = k .C .C .C p q r Pt toác ñoä phaûn öùng: A B C Tröôøng hôïp ñôn giaûn: a = p; b = q; c = r. k: haèng soá toác ñoä. Khi Ci = 1 thì W = k goïi k laø toác ñoä rieâng cuûa pöù k phuï thuoäc T, khoâng phuï thuoäc Ci, ñaëc tröng cho töøng pöù
PHAÂN LOAÏI PHAÛN ÖÙNG * THEO BAÄC PHAÛN ÖÙNG: Xeùt phaûn öùng: aA + bB + cC →saûn phaåm W = k .C .C .C ... p q r Pt vaän toác: A B C n=p+q+r goïi laø baäc phaûn öùng p, q, r laø baäc theo töøng chaát n = 0: W = k phaûn öùng baäc 0. n = 1: W = kC phaûn öùng baäc 1. n coù theå laø n = 2: W = kCA.CB phaûn öùng baäc 2. phaân soá hay W = kC2 soá nguyeân n = 3: W = kC3 phaûn öùng baäc 3. W = k .C A .CB 2 W = k .C A .CB 2
* THEO PHAÂN TÖÛ SOÁ: • Phaân töû soá laø soá phaân töû ñoàng thôøi tham gia vaøo moat giai ñoaïn sô caáp cuûa phaûn öùng, coù caùc loaïi: Phaûn öùng ñôn phaân töû. • Phaûn öùng löôõng phaân töû. • Phaûn öùng tam phaân töû. • Löu yù: Baäc phaûn öùng laø ñaïi löôïng hình thöùc, ruùt ra töø thöïc nghieäm Phaân töû soá laø moät khaùi nieäm lyù thuyeát, chæ bieát noù khi bieát roõ cô cheá, töùc laø bieát ñeán töøng giai ñoaïn sô caáp. Chæ caùc phaûn öùng ñôn giaûn thì phaân töû soá ≡ baäc phaûn öùng.
3. CÔ CHEÁ PHAÛN ÖÙNG • Laø con ñöôøng maø caùc taùc chaát phaûi traûi qua ñeå taïo thaønh saûn phaåm cuoái • = Toång caùc giai ñoaïn dieãn ra phaûn öùng hoùa hoïc • Moãi giai ñoaïn nhoû goïi laø giai ñoaïn sô caáp cuûa phaûn öùng. • Chaát trung gian: laø chaát ñöôïc taïo ra trong moät soá giai ñoaïn cuûa quaù trình phaûn öùng hoùa hoïc
Xaùc ñònh cô cheá phaûn öùng baèng phöông phaùp thöïc nghieäm 1. Xaùc ñònh caùc hôïp chaát trung gian: duøng caùc phaûn öùng ñaëc tröng, caùc phöông phaùp phaân tích phoå, phaân tích ñieän. 2. Döï kieán caùc cô cheá coù theå. 3. Thieát laäp phöông trình ñoäng hoïc döïa vaøo caùc cô cheá ñoù. 4. So saùnh phöông trình ñoäng hoïc vôùi thöïc nghieäm.
II. ÑOÄNG HOÏC CAÙC PHAÛN ÖÙNG ÑÔN GIAÛN
1. PHAÛN ÖÙNG BAÄC 1 A saûn phaåm • Xeùt phaûn öùng: → • Bñ t= 0 CAo 0 CAo: noàng ñoä ñaàu (mol/lit) Pöù x x x : noàng ñoä phaûn öùng. • t=t CAo– x x C = C -x noàng ñoä coøn laïi. A Ao • Phöông trình ñoäng hoïc cuûa phaûn öùng: d (C Ao − x ) dx dC A = kC A = k (C Ao − x ) W =− =− = dt dt dt C Ao C Ao ln = ln = k .t CA C Ao − x
THÔØI GIAN BAÙN HUÛY t½ • Laø thôøi gian ñeå löôïng taùc chaát coøn laïi moät nöûa so vôùi luùc ñaàu C Ao ln = k .t 12 C Ao 2 ln 2 0,693 t 12 = = const = k k
2. PHAÛN ÖÙNG BAÄC 2 2A →saûn phaåm dC 1 1 = kt − 2 = kC A − A A + B →sp C A C Ao dt (C = C ) Ao Bo 1 1 2HI → H2 + I2 = kt + CA C Ao 1 t 12 = kC Ao [k]= C–1.t–1, ví duï: (mol/L)–1.s–1
A + B→ saûn phaåm (CAo ≠ CBo) dC A dx = kC ACB − = dt dt Giaû thieát CBo − C Ao = CB − C A ⇒ CB = C A + θ dx dx = kdt ⇒ = C A .CB C A ( C A + θ ) CBo ( C Ao − x ) 1 1 CBoC A ln ln = kt = CBo − C Ao C Ao ( CBo − x ) CBo − C Ao C AoCB [k]= C–1.t–1
A + B→ saûn phaåm (CAo ≠ CBo) Neáu CBo >> C Ao ⇒ CB ≈ CBo = const dC A = kC ACBo = k *C A : phaûn öùng giaû baäc I − dt C Ao ln * =k t ⇒ CA
3. PHAÛN ÖÙNG BAÄC 0 dC A =k − C Ao − C A = kt A →saûn phaåm dt C A = −kt + C Ao C Ao t 12 = 2k [k]= C.t–1, VD: (mol/L).s–1
4. PHAÛN ÖÙNG BAÄC n nA → saûn phaåm dC A dx n = kC A − = dt dt 1 1 2n −1 − 1 − n −1 = ( n − 1) k .t t 12 = ( n − 1) knC Ao 1 n −1 CA C Ao n− Phöông phaùp xaùc ñònh k vaø n 2n −1 − 1 ln t 12 = ( n − 1) ln C Ao + ln kn ( n − 1) Xaùc ñònh caùc soá lieäu thöïc nghieäm vaø duøng pp ñoà thò CAo 1 2 … t½ … … …
PHÖÔNG PHAÙP ÑO TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG Ño toác ñoä phaûn öùng = Xaùc ñònh noàng ñoä cuûa hoãn hôïp phaûn öùng bieán ñoåi theo thôøi gian • Phöông phaùp hoùa hoïc: phaân tích maãu ôû caùc thôøi ñieåm • Thôøi gian phaûi chính xaùc baèng caùch cho phaûn öùng trong maãu ngöøng laïi • Phöông phaùp hoùa lyù: ño noàng ñoä thoâng qua caùc thoâng soá vaät lyù (P, V, goùc quay maët phaúng phaân cöïc aùnh saùng, ñoä daãn ñieän, maät ñoä quang, chieát suaát …) • - Ño lieân tuïc, khoâng caàn cho phaûn öùng ngöøng laïi • - Phaûi bieát lieân heä giöõa thoâng soá vaät lyù vaø noàng ñoä.
PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH BAÄC PHAÛN ÖÙNG • PHÖÔNG PHAÙP TÍCH PHAÂN dCA 1) Giaû thieát cô cheá vaø pt = f ( kCA ) = kf(CA ) W=− dt vaän toác töông öùng 2) Saép xeáp laïi vaø laáy tích phaân dC A − = kdt f(C A ) CA t dC A −∫ = F (C A ) = k ∫ dt = kt f(C A ) C A0 0 3) Xaùc ñònh giaù trò CA, F(CA) theo t CA F(CA) thöïc nghieäm ôû caùc t. Laäp baûng: 4) Veõ F(CA) theo t 5) Neáu khoâng thaúng, giaû thieát laïi