HÓA ĐẠI CƯƠNG B1 - CHƯƠNG 4

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

Thêm vào BST

Báo xấu

143
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'hóa đại cương b1 - chương 4', 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: HÓA ĐẠI CƯƠNG B1 - CHƯƠNG 4

Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 CHÖÔNG IV ÑOÄNG HOÏC CUÛA PHAÛN ÖÙNG HOÙA HOÏC 1 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 NỘI DUNG KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ ÑOÄNG HOÙA HOÏC CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG Khaùi nieäm veà toác ñoä phaûn öùng AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä chaát phaûn öùng AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä AÛnh höôûng cuûa chaát xuùc taùc 2 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 4.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ ÑOÄNG HOÙA HOÏC Töï ñoïc, ñeå hieåu ñöôïc caùc khaùi nieäm veà: - Noäi dung nghieân cöùu cuûa ñoäng hoùa hoïc. - Phaûn öùng hoùa hoïc: heä soá tæ löôïng, baäc phaûn öùng, phaûn öùng ñôn giaûn vaø phöùc taïp, cô cheá phaûn öùng, phaûn öùng ñoàng theå vaø dò theå. 3 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 4.2. CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG 4.2.1. Khaùi nieäm veà toác ñoä phaûn öùng: - Ñònh nghóa: Toác ñoä cuûa phaûn öùng hoùa hoïc laø soá taùc duïng ñôn giaûn trong moät ñôn vò thôøi gian vaø ñôn vò theå tích (ñoái vôùi phaûn öùng ñoàng theå) hoaëc trong moät ñôn vò thôøi gian vaø treân moät ñôn vò dieän tích beà maët phaân chia caùc pha (ñoái vôùi phaûn öùng dò theå). 4 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 -Thöïc teá thöôøng duøng nhöõng ñaïi löôïng tæ leä vôùi soá taùc duïng ñôn giaûn naøy: ñoä thay ñoåi noàng ñoä (mol/lit) cuûa chaát phaûn öùng hay saûn phaåm phaûn öùng trong moät ñôn vò thôøi gian (phuùt…). -Toác ñoä trung bình (trong khoaûng thôøi gian): 5 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 * Ñoái vôùi phaûn öùng A + B = C + D: • Tính theo chaát phaûn öùng: neáu noàng ñoä chaát A hay B ôû thôøi ñieåm τ1 laø C1, ôû thôøi ñieåm τ2 laø C2 thì toác ñoä trung bình cuûa phaûn öùng trong khoaûng thôøi gian naøy laø: C 2 − C1 ΔC ν= =− τ 2 − τ1 Δτ 6 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 • Tính theo saûn phaåm: neáu noàng ñoä chaát D hay E ôû thôøi ñieåm τ1 laø C, ôû thôøi ñieåm τ2 laø C thì toác ñoä trung bình cuûa phaûn öùng trong khoaûng thôøi gian naøy laø: ' ' ΔC C2 − C1 ΔC ν=± ν= =+ Δτ τ 2 − τ1 Δτ Daáu −: chaát phaûn öùng, daáu +: saûn phaåm. - Toác ñoä töùc thôøi (tính taïi thôøi ñieåm τ nhaát ñònh): 7 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 * Ñoái vôùi phaûn öùng toång quaùt a A + b B = d D + e E: - Toác ñoä trung bình: 1 ΔC A 1 ΔC B v=− × =− × a Δτ b Δτ 1 ΔC D 1 ΔC E =+ × =+ × d e Δτ Δτ 8 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 - Caùc yeáu toá aûnh höôûng: noàng ñoä, nhieät ñoä, xuùc taùc. 4.2.2. AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä chaát phaûn öùng: a- Ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng: - Muoán cho phaûn öùng xaûy ra caùc tieåu phaân chaát phaûn öùng phaûi va chaïm nhau, toác ñoä phaûn öùng caøng lôùn khi soá va chaïm caøng nhieàu = khi soá tieåu phaân caøng lôùn, neân toác ñoä phaûn öùng tæ leä thuaän vôùi noàng ñoä chaát phaûn öùng. 9 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 Ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng cuûa Guldberg vaø Waage: Trong heä ñoàng theå, ôû nhieät ñoä khoâng ñoåi, toác ñoä phaûn öùng tæ leä thuaän vôùi tích soá noàng ñoä caùc chaát phaûn öùng vôùi soá muõ baèng heä soá tæ löôïng cuûa caùc chaát phaûn öùng. 10 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 - Bieåu thöùc toác ñoä phaûn öùng: Ñoái vôùi phaûn öùng toång quaùt aA + bB = cC + dD a b v = kC C A B v: toác ñoä töùc thôøi ôû thôøi ñieåm nhaát ñònh; C: noàng ñoä chaát phaûn öùng ôû thôøi ñieåm ñoù; k: heä soá tæ leä vaø ñöôïc goïi laø haèng soá toác ñoä phaûn öùng. 11 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 a, b: baäc phaûn öùng theo chaát phaûn öùng; a+b: baäc phaûn öùng cuûa phaûn öùng. Phaûn öùng thuaän -nghòch: v = vt − vn. Phaûn öùng ñoàng theå ñôn giaûn − 1 giai ñoaïn: Baäc theo caùc chaát phaûn öùng ñuùng baèng heä soá tæ löôïng trong phöông trình phaûn öùng. Phaûn öùng phöùc taïp − nhieàu giai ñoaïn: Baäc phaûn öùng coù giaù trò khaùc vôùi heä soá tæ löôïng trong phöông trình phaûn öùng. 12 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 Toác ñoä cuûa phaûn öùng phöùc taïp ñöôïc xaùc ñònh bôûi giai ñoaïn xaûy ra chaäm nhaát, coù theå khaùc vôùi heä soá tæ löôïng cuûa phaûn öùng toång coäng. Baäc phaûn öùng vaø bieåu thöùc toác ñoä phaûn öùng thöïc teá ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm. Ví duï caùc phaûn öùng: N2O = 4 NO2 + O2 (1) 2 NO + O2 = 2 NO2 (2) ñeàu laø phaûn öùng phöùc taïp vì chuùng ñeàu dieãn ra qua 2 giai ñoaïn, thöïc nghieäm xaùc ñònh phaûn öùng (1) coù: 13 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 v = kC N 2 O 4 baäc phaûn öùng laø 1 (khaùc heä soá tæ löôïng cuûa N2O4), coøn phaûn öùng (2) coù: 2 v= kC NO2 C O2 vaø do ñoù coù baäc phaûn öùng laø 3 (baèng heä soá tæ löôïng cuûa NO2 vaø O2). b- Haèng soá toác ñoä phaûn öùng : - Theo tính toaùn lyù thuyeát: E* S* E* − − = z.e RT .e R = α.e RT k 14 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 z: heäsoá tæ leä ;α = z .exp(S*/R);E*, S*: naêng löôïng hoaït hoùa, entropi hoaït hoùa cuûa phaûn öùng. - Phaûn öùng cuï theå α = const neân k chæ phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä, nghóa laø k laø haèng soá taïi nhieät ñoä nhaát ñònh. - YÙ nghóa vaät lyù cuûa k: khi CA = CB = 1 M thì k = v, töø ñaây: k laø toác ñoä rieâng cuûa phaûn öùng ñaõ choïn. - Xaùc ñònh k: Laáy tích phaân caùc phöông trình toác ñoä phaûn öùng. Chaúng haïn ñoái vôùi phaûn öùng baäc moät: dC dC v = kC = − = − kdτ → dτ C 1 C0 → ln C = − kτ + ln C 0 → k = ln τC 15 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 c- Lyù thuyeát hoaït hoùa vaø naêng löôïng hoaït hoùa, entropi hoaït hoùa: - Naêng löôïng hoaït hoùa (E*): * Muoán va chaïm coù hieäu quaû (xaûy ra phaûn öùng) thì caùc tieåu phaân va chaïm phaûi coù naêng löôïng dö toái thieåu naøo ñaáy so vôùi naêng löôïng trung bình cuûa caùc tieåu phaân trong heä ñeå thaéng ñöôïc löïc ñaåy giöõa caùc lôùp voû electron cuûa caùc tieåu phaân, ñeå coù theå va chaïm nhau, phaù huûy lieân keát cuõ, taïo lieân keát môùi. 16 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 * Naêng löôïng dö toái thieåu ñoù goïi laø naêng löôïng hoaït hoùa cuûa tieåu phaân, coøn tieåu phaân laø tieåu phaân hoaït ñoäng. * Naêng löôïng hoaït hoùa cuûa phaûn öùng: • Baèng toång naêng löôïng hoaït hoùa cuûa caùc chaát phaûn öùng : Ví duï: ñoái vôùi phaûn öùng aA + bB = cC + dD: * * * E = aE A + bE B • Baèng hieäu soá giöõa naêng löôïng toái thieåu caàn thieát cuûa heä phaûn öùng ñeå töông taùc xaûy ra vaø naêng löôïng ban ñaàu cuûa heä phaûn öùng. 17 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 * Toùm laïi: naêng löôïng hoaït hoùa cuûa chaát laø naêng löôïng toái thieåu caàn cung cho caùc tieåu phaân ñeå chuùng trôû thaønh hoaït ñoäng, do ñoù naêng löôïng hoaït hoùa caøng nhoû, phaûn öùng caøng deã xaûy ra, toác ñoä phaûn öùng caøng lôùn. * Cô cheá phaûn öùng: • Theo quan nieäm cuõ: phaûn öùng dieãn ra theo con ñöôøng taát caû lieân keát cuõ phaûi bò phaù vôõ heát roài lieân keát môùi môùi ñöôïc taïo thaønh. Con ñöôøng naøy ñoøi hoûi naêng löôïng hoaït hoùa lôùn. 18 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 Ví duï: Theo cô cheá naøy phaûn öùng toång hôïp HI töø H2 vaø I2 ñoøi hoûi naêng löôïng hoaït hoùa lôùn: * E = E plH 2 + E plI 2 = 104 + 36 = 140 kcal / mol) neân ( phaûn öùng khoù xaûy ra, nhöng thöïc teá phaûn öùng naøy töông ñoái deã xaûy ra. • Theo quan nieäm môùi: ña soá phaûn öùng dieãn ra qua giai ñoaïn taïo thaønh hôïp chaát trung gian hoaït ñoäng (phöùc chaát hoaït ñoäng); hôïp chaát naøy khoâng beàn seõ phaân huûy taïo thaønh saûn phaåm. Söï taïo thaønh phöùc chaát hoaït ñoäng ñoøi hoûi naêng löôïng hoaït hoùa nhoû neân phaûn öùng deã xaûy ra. 19 12/7/2010 602005 - Chương 4
Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Chương 4 Nhö vaäy theo cô cheá naøy naêng löôïng hoaït hoùa laø naêng löôïng caàn thieát ñeå chuyeån caùc chaát phaûn öùng sang traïng thaùi phöùc chaát hoaït ñoäng. Theo cô cheá naøy trong khi caùc lieân keát cuõ chöa bò phaù vôû heát thì lieân keát môùi ñaõ ñöôïc taïo thaønh. Ví duï: phaûn öùng toång hôïp HI theo cô cheá naøy coù E* = 4 kcal/mol vaø coù theå bieåu dieãn : ----- ⎯⎯ O O O----------O O O Phöùc chaát hoaït ñoäng 20 12/7/2010 602005 - Chương 4