Xem mẫu
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
ð NG HOÁ H C
N i Dung C n Hi u Bi t:
1- V n t c ph n ng, phương trình ñ ng h c, h ng s v n t c ph n ng.
2- B c ph n ng, năng lư ng ho t hoá, phương trình Arrhenius.
3- Phương trình ph n ng b c nh t, b c hai.
4- Th i gian bán hu (half-life).
5- nh hư ng c a nhi t ñ , n ng ñ ñ n v n t c ph n ng.
6- Cơ ch ph n ng.
7- nh hư ng c a xúc tác ñ n v n t c ph n ng.
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
ð NG HOÁ H C
ð ng h c (kinetics = from a Greek stem meaning “to move”)
- Nghiên c u v n t c ph n ng, di n bi n ñ xác ñ nh cơ ch , ñi u khi n ph n ng.
ð ph n ng x y ra
- Phân t va ch m có hi u qu , năng lư ng t o ra t liên k t m i hình thành.
- Va ch m hi u qu theo ñúng hư ng.
V n t c ñư c xác ñ nh t v n t c c a giai ño n ch m c a cơ ch ph n ng
- Chu i các giai ño n ph n ng ñư c g i là cơ ch ph n ng .
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
1- V N T C PH N NG
1.1 ð nh nghĩa:
- ð i lư ng cho bi t di n bi n nhanh, ch m c a ph n ng.
- ðư c xác ñ nh b ng th c nghi m ño ñ gi m s mol ch t ñ u ho c ñ tăng
s mol s n ph m trong m t ñơn v th i gian.
1.2 Phương trình ñ ng h c ph n ng
A + B C + D
∆[A] ∆[B] ∆[C] ∆[D] d[A]
Vtb = = = = V=
∆t ∆t ∆t ∆t dt
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
1- V N T C PH N NG
1.3 Nghiên c u th c nghi m ch ng minh
V = k x [A]m x [B]n
ði u quan tr ng c n lưu ý: các s mũ m, n trong phương trình v n t c trên
không liên quan ñ n các h s cân b ng trong phương trình ph n ng.
Va ch m hi u qu theo ñúng hư ng.
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
2- B C PH N NG
N ng ñ b t ñ u các ch t ban ñ u ph n ng
Th t thí nghi m V n t c (M. s-1)
[NO] [O2]
Thí nghi m 1 1,2 x 10-8 0,10 0,10
Thí nghi m 2 2,4 x 10-8 0,10 0,20
Thí nghi m 3 1,08 x 10-7 0,30 0,10
2 NO (k) + O2 (k) 2 NO2 (k)
Xác ñ nh b c riêng ph n c a O2, xét 2 thí nghi m 1 và 2
2x = 2 (n ng ñ g p ñôi lu th a b c riêng ph n = v n t c g p ñôi)
Xác ñ nh b c riêng ph n c a NO, xét 2 thí nghi m 1 và 3
3x = 9 (n ng ñ g p ba lu th a b c riêng ph n = v n t c g p chín)
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
2- B C PH N NG
1.1 Khái ni m b c riêng ph n, b c toàn ph n
T k t qu th c nghi m ñưa ñ n k t qu
V = k x [NO]2 x [O2]1 B c toàn ph n là 2 + 1 = 3
Xác ñ nh h ng s v n t c k, ch n b t kỳ k t qu thí nghi m t b ng trên
V
k=
[NO]2 [O2]1 k không ph thu c n ng ñ
k = 1,2 x 10-5 M-2 s-1 k ph thu c nhi t ñ
V = 1,2 x 10-5 M-2 s-1 x [NO]2 x [O2]1
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
2- B C PH N NG
N ng ñ b t ñ u các ch t ban ñ u ph n ng
Th t thí nghi m V n t c (M. s-1)
[H2O2] (M) [I-] (M)
Thí nghi m 1 2,3 x 107 1,0 x 10-2 2,0 x 10-3
Thí nghi m 2 4,6 x 107 2,0 x 10-2 2,0 x 10-3
Thí nghi m 3 6,9 x 107 3,0 x 10-2 2,0 x 10-3
Thí nghi m 4 4,6 x 107 1,0 x 10-2 4,0 x 10-3
Thí nghi m 5 6,9 x 107 1,0 x 10-2 6,0 x 10-3
I-
2 H2O2 ( l ) 2 H2O ( l ) + O2 (k)
2x = 2 (n ng ñ g p ñôi lu th a b c riêng ph n = v n t c g p ñôi)
V = k x [H2O2]1 x [I-]1
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
2- B C PH N NG
Ph n ng t o phosgen
CO (k ) + Cl2 (k) COCl2 (k)
Th c nghi m cho bi t
V = k x [CO]1 x [Cl2]3/2
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
3-NĂNG LƯ NG HO T HOÁ
ð ph n ng x y ra
- Phân t va ch m có hi u qu , không ph i t t c phân t ñ u va ch m hi u qu .
- Va ch m theo ñúng hư ng.
- Năng lư ng t o ra t liên k t m i bù ñ p năng lư ng c n b gãy liên k t cũ.
- Trư c khi SM chuy n thành P, năng lư ng t do c a h c n vư t qua A.E.
T i sao ph n ng có năng lư ng ho t hoá (A.E.)?
- Phân t va ch m, s p x p tr t t h làm phân t g n nhau, ñúng hư ng, làm
tăng năng lư ng t do c a h , làm gi m entropy.
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
3-NĂNG LƯ NG HO T HOÁ
- Năng lư ng t i thi u mà SM c n ph i có thêm so v i tr ng thái ban ñ u ñ t o
ph n ng hoá h c ñư c g i năng lư ng ho t hoá.
- T i tr ng thái năng lư ng cao c a SM g i là ph c ho t hoá.
- Năng lư ng ho t hoá càng cao, v n t c càng ch m, k càng nh .
- Phân t s c a ph n ng là s phân t SM c n ñ t o ph c ho t hoá.
O
N C l N O
O
- Va ch m theo ñúng hư ng.
O
N N O
O C l
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
3-NĂNG LƯ NG HO T HOÁ
1
R H
-I C Cl -
1 2
R R
Starting Materials Ea I- + H C Cl
2
(Reactants) R
∆G0
Products
1
R
I C H + Cl-
Ti n trình ph n ng 2
R
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
3-NĂNG LƯ NG HO T HOÁ
Ea không xúc tác
Starting Materials Ea v i ch t xúc tác
(Reactants)
H2O2 ( l ) + I- ( l ) H2O ( l ) + OI- ( l )
∆G0
Products
Ti n trình ph n ng H2O2 ( l ) + OI- ( l ) H2O ( l ) + O2 (k) + I- ( l )
2 H2O2 ( l ) 2 H2O ( l ) + O2 (k)
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
4- PHƯƠNG TRÌNH ARRHENIUS
V n t c ph n ng tuỳ thu c nhi t ñ , khi nhi t ñ tăng các phân t chuy n ñ ng
nhanh và va ch m nhi u, ñ ng năng tăng. Vì th , ph n va ñ ng hi u qu ñ vư t
qua hàng rào năng lư ng ho t hoá cũng tăng theo nhi t ñ .
In 1889, Svante Arrhenius ñưa ra công th c toán v m i liên h gi a T và k
k = A x e -Ea/RT
Ea = năng lư ng ho t hoá.
R = 8,314 J/mol.K.
T = nhi t ñ tuy t ñ i Kelvins.
A là h s l thu c v n t c va ch m và h s ñ nh hư ng không gian.
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
4- PHƯƠNG TRÌNH ARRHENIUS
L y logarithm t nhiên hai v c a k = A x e -Ea/RT
ln k ln k = ln A – Ea/RT
ln A Ea 1
Ea ln k = + ln A
R R T
Ea 1
1 lg k = + lg A
2,303R T
T
k1 Ea 1 1
ln =
k2 R T2 T1
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
4- PHƯƠNG TRÌNH ARRHENIUS
Ví d : xác ñ nh năng lư ng ho t hoá c a ph n ng phân hu HI. Tính h ng s
v n t c ph n ng ñó 600 0C. Bi t d li u
Nhi t ñ (K) H ng s v n t c (M/s)
573 2,91 x 10-6
673 8,38 x 10-4
773 7,65 x 10-2
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
4- PHƯƠNG TRÌNH ARRHENIUS
Nhi t ñ (K) H ng s v n t c (M/s) ln k 1/T
573 2,91 x 10-6 - 12,75 0,00175
673 8,38 x 10-4 - 7,08 0,00149
773 7,65 x 10-2 - 2,57 0,00129
Xây d ng ñ th ñư ng th ng và xác ñ nh h s góc, - 22,200 K
ln k Ea
- 22,200 K = Ea = 184 kJ/mol
8,314 J/mol.K
1/T
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
4- PHƯƠNG TRÌNH ARRHENIUS
k1 Ea 1 1
ln =
k2 R T2 T1
2,91 x 10-6 M/s 184 J/mol 1 1
ln =
k2 8,314 J/mol.K 873 K 573 K
2,91 x 10-6 M/s 2,91 x 10-6 M/s
ln = - 13,20 = 1,85 x 10-6
k2 k2
k2 = 1,6 M/s
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
- HOÁ H C ð I CƯƠNG
4- PHƯƠNG TRÌNH ARRHENIUS
Ví d : xác ñ nh năng lư ng ho t hoá c a ph n ng (J/mol). V n t c ph n ng
ñư c nghiên c u t i hai nhi t ñ khác nhau, cho k t qu h ng s v n t c:
Nhi t ñ (C) H ng s v n t c (M/s)
25 1,55 x 10-4
50 3,88 x 10-4
NK. 2009 – 2010 TS. ð NG VĂN HOÀI
nguon tai.lieu . vn