Topic outline

  • General

    Collapse all Expand all

  • Bài 1: Dung dịch

  • Bài 2: Cân bằng hóa học

  • Bài 3: Tốc độ phản ứng

    • Page
      Giới thiệu Page
    • Lesson
      Nội dung Lesson

      3.1.Tốc độ phản ứng

      -Để biểu thị mức độ nhanh hay chậm của một phản ứng người ta dùng khái niệm tốc độ phản ứng.

      Tốc độ của một phản ứng hóa học được biểu thị bằng biến thiên nồng độ của chất tham gia phản ứng hay sản phẩm của phản ứng trong một đơn vị thời gian

      VÍ DỤ:   Xét phản ứng A + B → C + D

      Nếu phản ứng thực hiện ở nhiệt độ và thể tích không đổi, giả sử trong một thời gian rt = t2 – t1 nồng độ của một chất nào đó biến thiên một lượng là rC = C2 – C1 thì vận tốc trung bình của phản ứng sẽ là: 

       

       

      Vì nồng độ của các chất biến đổi liên tục, nên để chính xác hơn người ta sử dụng tốc độ tức thời của phản ứng (nghĩa là tốc độ tại thời điểm t xác định)  

      Lúc đó ,tốc độ tức thời của phản ứng được tính bằng đạo hàm bậc nhất của nồng độ theo thời gian.

                   Ѵ=

      Vận tốc phản ứng luôn luôn dương:

      ] Dấu + xác định vận tốc phản ứng theo biến thiên  nồng độ chất tạo thành

           Dấu - ứng với chất tham gia phản ứng

      3.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

      Gồm có 5 yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng:

      3.2.1.Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

      a. Phản ứng trong hệ đồng thể

      Phản ứng đồng thể là phản ứng giữa các chất cùng một pha

      Năm 1864, Guldberg và Waage đưa ra một định đề gọi là định luật tác dụng khối lượng: Vận tốc của phản ứng tỉ lệ thuận với tích số nồng độ của các chất tham gia.

      Xét pư:

                     aA     +     bB    à      pC

       Biểu thức toán học của định luật này có dạng:

                          V = k[A]n [B]m      (1-1)

      Trong đó :

                  [A] và [B] là nồng độ mol.l-1 của chất A và B ở thời diểm khảo sát

                   n, m : những số , nói chung n≠a , m≠ b.

              k là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào bản chất của các chất tham gia và vào nhiệt độ.

      Nếu [A] = [B] = 1 mol.l-1 thì v = k.

      Vậy hằng số vận tốc về giá trị bằng vận tốc của phản ứng khi nồng độ của các chất  bằng 1mol.l-1

      Do đó được gọi là vận tốc riêng.

      Phương trình (1.1) biễu diễn sự phụ thuộc của vận tốc pứ vào nồng độ các chất có ảnh hưởng lên vận tốc được gọi là phương trình đông học của phản ứng.

      b. Phản ứng trong hệ dị thể

      Xét phản ứng dị thể giữa chất khí và chất rắn hoặc chất hòa tan và chất rắn:

             Trong trường hợp này pư chỉ xảy ra trên bề mặt phân chia hai pha nên ngoài sự phụ thuộc vào nồng độ khí thì vận tốc của phản ứng còn phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha.

      Ví dụ :        Cgr      +    O2 (k)    à     CO2 (k)

                                  v =  k [O2]

      c.Bậc của phản ứng , phân tử số và cơ chế của phản ứng

       Dựa vào bậc của phản ứng người ta phân loại:

           -Pư bậc không:  m =n =  0

      -Pư bậc một    : n +  m = 1

      -Pư bậc hai      : n + m = 2

      -Pư bậc ba       : n + m = 3

      Phản ứng hóa học xảy ra rất phức tạp, qua nhiều giai đoạn cơ bản.Giai đoạn cơ bản

      nào xảy ra chậm nhất sẽ quyết định vận tốc của quá trình.

      3.2.2.Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng

      3.2.2.1 Quy tắc Van’t Hoff

      Quy tắc được phát biểu:”Khi nhiệt độ của phản ứng tăng lên 10o thì hằng số tốc độ của phản ứng(hay là tốc độ phản ứng) tăng lên từ 2 đến 4 lần”

                     γ = 4                   γ= (VT+10)/VT

      Với:

         Vt+10: tốc độ ở nhiệt độ t+10o

         Vt:  tốc độ ở nhiệt độ t

         γ:hệ số nhiệt độ của phản ứng

      Nếu tăng nhiệt độ của phản ứng từ T1 → T2 thì  VT2/ VT1  = γ(T2-T1)/10

      VD1: Một phản ứng tiến hành ở 200C có vận tốc V. Hỏi phải tăng nhiệt độ lên bao nhiêu lần để vận tốc phản ứng tăng lên 1024 lần? Biết hệ số nhiệt độ của phản ứng bằng 2. 

      Giải: Ta có: V2=V1.ᵞ

      Suy ra: V2/V1  = 2.   = 1024 = 210

       → t2 = 1200C

      VD2: Tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần khi nâng nhiệt độ từ 250C đến 750C biết hệ số nhiệt độ bằng 2?

       Nếu ở 250C phản ứng kết thúc trong 16 phút thì ở 750C phản ứng kết thúc trong bao lâu?

      Giải: V2=V1.ᵞ

         = V1.2  

      Vậy tốc độ phản ứng tăng lên 32 lần 

      -phản ứng kết thúc trong: 16/32=0,5 phút

       

      3.2.2.2 Biểu thức Arrhénius

      Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng được biểu thị chính xác hơn và áp dụng được trong một khoảng nhiệt độ rộng hơn qua biểu thức Arrhénius

         K=A.e-E*/RT

      Với: R: hằng số khí lí tưởng(R=1,987 cal/mol.ok)

               A: hằng số

              E*: năng lượng hoạt hóa của phản ứng,nó phụ thuộc vào bản chất của phản ứng

              e:cơ số logarit tự nhiên(e=2,71)

      Từ biểu thức này ta thấy khi nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng và phản ứng có năng lượng hoạt hóa càng bé thì phản ứng càng dễ dàng xảy ra.

                Vậy khi nhiệt độ tăng , tốc độ phản ứng tăng.Các chất muốn phản ứng với nhau chúng phải va chạm vào nhau. Tần số va chạm càng lớn tốc độ phản ứng càng lớn. Tuy nhiên không phải mọi va chạm đều gây ra phản ứng. Chỉ có va chạm có hiệu quả mới gây ra phản ứng .

                Tỉ số số va chạm có hiệu quả trên số va chạm chung phụ thuộc vào bản chất các chất phản ứng và nhiệt độ.

                Khi nhiệt độ tăng chuyển động nhiệt của các phản ứng tăng, nên tần số va chạm tăng, nhưng lí do chính là tần số va chạm có hiệu quả tăng lên nhiều hơn làm cho tốc độ phản ứng tăng lên mạnh.

       

      3.2.2.3. Thuyết hoạt hóa và năng lượng hoạt hóa.

                -Theo thuyết hoạt hóa thì không phải tất cả mọi va chạm đều xảy ra phản ứng mà chỉ có những va chạm của các nguyên tử hay phân tử hoạt động mới dẫn đến phản ứng

                -Năng lượng hoạt hóa của một phản ứng là năng lượng tối thiểu mà 1 mol chất phản ứng phải có để chuyển phân tử của chúng từ trạng thái bình thường sang trạng thái hoạt động

      -Đơn vị của năng lượng hoạt hóa là : kcal/mol hoặc KJ/mol

      3.3.Ảnh hưởng của các chất xúc tác đến vận tốc phản ứng

      3.3.1 Một số khái niệm về xúc tác

                Chất xúc tác là chất làm biến đổi vận tốc của pứ nhưng nó không có trong thành phần của sản phẩm cuối cùng của phản ứng.

                Chất xúc tác làm tăng vận tốc của phản ứng gọi là chất xúc tác thuận ( chất xúc tác dương).

                Chất xúc tác làm giảm vận tốc của phản ứng là chất xúc tác nghịch (chất xúc tác âm)

                 Các chất xúc tác này sau khi phản ứng xảy ra nó được hoàn trở lại về lượng và chất.

      3.3.2 Xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể

      *Xúc tác đồng thể:

      Chất xúc tác và chất phản ứng ở cùng một pha(lỏng hoặc khí) phản ứng xảy ra trong toàn bộ thể tích của hệ phản ứng nghĩa là trong không gian ba chiều

      *Xúc tác dị thể

      Chất xúc tác và chất phản ứng ở các pha khác nhau

      Thường thì chất xúc tác ở pha rắn còn các chất phản ứng ở pha lỏng hoặc khí. Phản ứng chỉ xảy ra trong không gian 2 chiều trên bề mặt của chất xúc tác.Tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với bề mặt chất xúc tác

      3.3.3 Đặc điểm của chất xúc tác

      -Lượng chất xúc tác sử dụng rất bé so với lượng chất phản ứng

      -Chất xúc tác không gây ra được phản ứng hóa học-Nghĩa là đối với những phản ứng không có khả năng xảy ra về mặt nhiệt động học( >0) thì không thể dùng chất xúc tác nào để làm cho phản ứng xảy ra được

      -Trong phản ứng thuận nghịch,chất xúc tác làm biến đổi tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch một số lần như nhau nên nó chỉ làm cho quá trình mau đạt đến trạng thái cân bằng

      -Chất xúc tác có tính chọn lọc.Một chất xúc tác thường chỉ có thể xúc tác cho một phản ứng hoặc một loại phản ứng nhất định hoặc với 1 chất phản ứng nhưng có xúc tác khác nhau thì cho một sản phẩm khác nhau

      Ví Dụ: Từ C2H5-OH có thể điều chế C2H4 hoặc CH3CHO tùy theo chất xúc tác đem sử dụng

            C2H5OH → C2H4 + H2O (xúc tác Al2O3;3500C)

            C2H5OH→CH3CHO + H2 (Xúc tác Cu;2500C)

      *Chú Ý:

      -Chất tăng hoạt: chất làm tăng hoạt tính của chất xúc tác

      Ví Dụ: Khi thêm một ít Na2SO4 vào V2O5 thì hoạt tính xúc tác của V2O5 tăng mạnh

      -Chất độc xúc tác: là chất mà khi trộn nó vào chất xúc tác thì hoạt tính của chất xúc tác mất đi

      Ví Dụ: HCN là chất độc của xúc tác As2S5

      3.3.4 Cơ chế xúc tác

      3.3.4.1 Cơ chế xúc tác đồng thể

                Vai trò của chất xúc tác là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học,khi phản ứng có xúc tác xảy ra,chất xúc tác tham gia tạo hợp chất trung gian với các chất phản ứng,sau đó các hợp chất trung gian sẽ phản ứng tiếp với các chất còn lại hoặc tự phân hủy để tạo nên sản phẩm.

      3.3.4.2 cơ chế xúc tác dị thể

                Cơ chế xúc tác dị thể phức tạp hơn và có nhiều thuyết để giải thích,trong đó thuyết hấp thụ dễ dàng nhận hơn cã.

      Cơ chế xúc tác dị thể gồm các giai đoạn:

      -Các chất phản ứng khuếch tán đến bề mặt chất xúc tác sẽ hấp phụ một trong các chất phản ứng để tăng hoạt tính của chất phản ứng

      -Phản ứng xảy ra trên bề mặt chất xúc tác

      -Các sản phẩm phản ứng tạo thành, tách khỏi bề mặt chất xúc tác và đi vào trong hệ.

      3.3.5  Xúc tác Enzim(xúc tác men)

      -Các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể sống thường có sự tham gia của các chất xúc tác đó là các men hay enzim gọi là xúc tác men

      -EnZim là chất xúc tác sinh học,có bản chất Protein.Trong xúc tác enzim các chất phản ứng được gọi là cơ chất.Phản ứng giữa enzim và cơ chất được thực hiện ở các trung tâm hoạt động của chất xúc tác

      -Xúc tác enzim có một số đặc điểm sau:
      +Khả năng xúc tác của Enzim không xảy ra trên toàn bộ phân tử mà xảy ra ở các trung tâm hoạt động đặc biệt.Những trung tâm có tính xúc tác thường chứa các hoạt động như:-SH,-OH,-NH2,-NH….hoặc các nguyên tố chuyển tiếp như Co,Mn,Mo,Fe,….số trung tâm hoạt động càng tăng khả năng xúc tác của enzim càng lớn.

      +Sự tồn tại và khả năng hoạt động của men phụ thuộc vào nhiệt độ,độ pH của môi trường,sự có mặt của các chất xạ,… ở 1000 C hầu hết các men đều bị phân hủy.

      +Một số phản ứng xảy ra trong sinh học thường có một xúc tác men riêng nên việc tìm ra các enzim đặc hiệu thúc đẩy các quá trình sinh học theo hướng có lợi là một trong những mục tiêu của công nghệ sinh học vì vậy xúc tác men có tính chọn lọc cao.

      Ví Dụ: Men ureaza xúc tác cho phản ứng thủy phân ure

           Co(NH2)2 + H2O → CO2 + 2NH3

      +Xúc tác enzim xảy ra ở nhiệt độ và áp suất bình thường với hiệu suất phản ứng rất cao.

      3.4. Ảnh hưởng của áp suất đến tốc độ phản ứng: p tăng, V tăng

      3.5. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt tiếp xúc: ở pha rắn, S bề mặt tiếp xúc tăng → tốc độ phản ứng tăng.


    • Assignment
      Luyện tập - vận dụng Assignment
      Opened: Monday, 15 December 2025, 12:00 AM
      Due: Monday, 22 December 2025, 12:00 AM
    • Quiz
      Kiểm tra - đánh giá Quiz

  • Bài 4: Phản ứng oxi hóa - khử

  • Bài 5: Thực hành pha chế dung dịch - chuẩn độ

  • Bài 6: Thực hành về dung dịch điện ly - chất chỉ thị màu

  • Bài 7. Thực hành về tốc độ phản ứng - cân bằng hóa học

  • Bài 8. Thực hành về phản ứng oxi hóa khử - bậc phản ứng