Xem mẫu

Chương 3: ĐỘNG HỌC VÀ XÚC TÁC TÊN MÔN HỌC: HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 3: ĐỘNG HỌC VÀ XÚC TÁC Giảng viên: Mục tiêu: ❖Hiểu thế nào là tốc độ phản ứng, xúc tác. ❖Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. ❖Vận dụng để áp dụng trong kỹ thuật môi trường ThS Lê Nguyễn Kim Cương ThS Nguyễn Văn PhươngO 1 2 NỘI DUNG CHƯƠNG 3 3.1. ĐỘNG HỌC Vận tốc phản ứng được đo bằng độ biến thiên của nồng độ trên 1 đơn vị thời gian. 3.1 ĐỘNG HỌC Ví dụ: A + B = AB 3.2 CHẤT XÚC TÁC 3.3 PHẢN ỨNG XÚC TÁC CỦA ĐỒNG THỂ 3.4 PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ 3.5 CÁC XÚC TÁC THƯỜNG DÙNG TRONG KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ❖ Tốc độ phản ứng tại mỗi thời điểm t nào đó sẽ là: V = k [A].[B] ❖ Trong đó: k: hệ số tỷ lệ hoặc hằng số tốc độ phản ứng [A],[B]: nồng độ phân tử chất A và B 1 Hằng số K Trường hợp tổng quát: mA+ nB = AmBn ❖Vận tốc phản ứng sẽ là: V = k [A]m.[B]n ❖m, n: hệ số tỷ lượng của các chất tham gia Hằng số tốc độ k có ý nghĩa vật lý xác định. Nó bằng vận tốc của phản ứng hóa học khi nồng độ của mỗi chất tham gia phản ứng bằng đơn vị, có nghĩa bằng 1 mol/l hoặc khi tích của những đơn vị đó bằng nồng độ. phản ứng. 3.1.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ Như vậy tốc độ của phản ứng hóa học ở nhiệt độ không đổi thì tỷ lệ thuận với tích số nồng độ của các chất tham gia phản ứng, nồng độ mỗi chất được lũy thừa bằng các hệ số tỷ lượng của các chất trong phương trình phản ứng. 3.1.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ❖Khi tăng nhiệt độ, vận tốc của phản ứng tăng. ❖Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh được rằng: “khi nhiệt độ tăng lên 100C thì vận tốc tăng lên khoảng 2 đến bốn lần”. Đó là quy tắc của Vant-Hoff. 2 3.1.1.3. Ảnh hưởng của chấtxúctác Chất xúc tác là chất khi có mặt trong môi trường phản ứng: ▪Làm thay đổi vận tốc phản ứng (tăng hoặc giảm) hoặc có tác dụng làm kích thíchphản ứng. ▪Sau khi phản ứng kết thúc, chất xúc tác vẫn không thay đổi về lượng hoặc về mặt lý, hóa học. 3.1.2. Định luật tác dụng khối lượng, tích số tan – định luật phân bố 3.1.2.1. Định luật tác dụng khối lượng A + B ⇌ C + D V1 = k1 [A].[B] V2 = k2 [C].[D] ❖ Ở trạng thái cân bằng: V1 = V2 Do đó: k1 [A].[B] = k2 [C].[D] k2 = [C].[D]= k , k là hằng số cân bằng 10 3.1.2.1. Định luật tác dụng khối lượng ❖Dạng tổng quát có thể biểu diễn: aA + bB ⇌ cC + dD [C]c .[D]d [ ]a [B]b đó là nội dung của định luật tác dụng khối lượng. “Đối với một phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng hoá học tỷ số giữa tích nồng độ các sản phẩm thu được và nồng độ các chất tham gia phản ứng với nhiệt độ cho trước là một hằng số và nồng độ của mỗi chất được lũy thừa hằngsố tỷ lệ tương ứng”. 3 3.1.2.2.Tích số tan Tích số tan là đại lượng đặc trưng cho tính tan của chất điệnli khó tan. Xét dung dịch bão hòa của muối ít tanAgCl: AgCl ⇌ Ag+ + Cl- éAg+ ùéCl− ù [AgCl] Trong đó: [AgCl] nồng độAgCl đã hòa tan [Ag+].[Cl-] = k.[AgCl] = Tt Tích nồng độ ion trong dung dịch bão hòa của chất điện li ở một nhiệt độ thích hợp là một hằng số. Hằng số đó đượcgọi là “tích số tan của chất đó”. 13 3.1.2.3. Định luậtphân bố ❖“Tỷ số giữa nồng độ của một chất trong hai chất lỏng không hòa trộn lẫn nhau ở một nhiệt độ xác định là một hằng số không phụ thuộc vào số lượng tuyệt đối hoặc tương đối của chất đó ở trong các dung môi”. ❖Trong kỹ thuật xử lý nước thải quá trình tách chất tan nhờ một dung môi khác gọi là quá trình trích ly. 3.2.CHẤTXÚC TÁC 3.2.1.Kháiniệm Sự xúc tác: hiện tượng biến đổi tốc độ phản ứng hóa học hay kích động chúng do những chất mà cuối cùng vẫn được phục hồi. Chất được thêm vào gọi là chất xúc tác. 16 4 3.2.2.Phânloạiquá trìnhxúctác ❖Những chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng được gọi là chất xúc tác dương. Ngược lại, gọi là chất ức chế (inhibitor) hay chất xúc tác âm. ❖Có trường hợp chất xúc tác được hình thành trong thời gian phản ứng. Đó là phản ứng tự xúc tác. Hình 3.1. Ảnh hưởng của chất xúc tác ❑Quá trình xúc tác đồng thể: Là quá trình diễn ra mà tất cả chất phản ứng và xúc tác ở cùng pha với nhau. ❑Quátrìnhxúctácdị thể: Chất xúc tác và chất phản ứng ở khác pha nhau và phản ứng xúc tác diễn ra trên bề mặt phân chia pha. 3.2.3. Đặc tínhchung về tác dụng củaxúc tác 3.2.3.1. Sự tươngtác củachấtxúctác vớichấtphản ứng làmgiảm năng lượnghoạt động củaphản ứng. ❖Phản ứng xúc tác đồng thể: Tần số va chạm của phân tử. Entropyhoạt hóa. Sự định hướng của va chạm. ❖Phản ứng xúc tác dị thể: Entropyhoạt hóa. Số lượng các trung tâm hoạt động dẫn đến phản ứng. 5 ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn