GIÁO TRÌNH HÓA LÝ LỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG - Chương 5 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG

VẬN TỐC PHẢN ỨNG Vận tốc phản ứng hóa học được đo bằng biến thiên nồng độ chất phản ứng hoặc nồng độ sản phẩm trong một đơn vị thời gian:v=±v = vận tốc trung bình của phản ứng hoặc sản phẩm ?C = biến thiên nồng độ chất phản ứng ?t = khoảng thời gian nghiên cứu Dấu (+) ứng với tính vận tốc theo chất cuối, dấu (-) ứng với tính vận tốc theo chất đầu. Vận tốc của phản ứng luôn luôn dương. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH HÓA LÝ LỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG - Chương 5 ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG Chöông 5 ÑOÄNG HOÏC PHAÛN ÖÙNG5.1. VAÄN TOÁC PHAÛN ÖÙNG Vaän toác phaûn öùng hoùa hoïc ñöôïc ño baèng bieán thieân noàng ñoä chaát phaûn öùng hoaëcnoàng ñoä saûn phaåm trong moät ñôn vò thôøi gian: ΔC (5.1) v=± Δttrong ñoù: v = vaän toác trung bình cuûa phaûn öùng hoaëc saûn phaåm ΔC = bieán thieân noàng ñoä chaát phaûn öùng Δt = khoaûng thôøi gian nghieân cöùu Daáu (+) öùng vôùi tính vaän toác theo chaát cuoái, daáu (-) öùng vôùi tính vaän toác theo chaátñaàu. Vaän toác cuûa phaûn öùng luoân luoân döông. Muoán tính vaän toác taïi thôøi ñieåm naøoñoù, ta coù: dC v=± dtví duï, coù phaûn öùng ñoàng theå: A+B C Phaûn öùng xaûy ra trong ñieàu kieän theå tích khoâng ñoåi (V = const). Goïi nA, nB, nC laøsoá mol cuûa caùc chaát A, B, C. Vaän toác phaûn öùng seõ ñöôïc tính theo coâng thöùc: dn A dn dn v=− =− B =+ C dt dt dt Vaän toác phaûn öùng hoùa hoïc phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá : - Baûn chaát caùc chaát tham gia phaûn öùng - Ñieàu kieän thöïc hieän phaûn öùng (nhieät ñoä, aùp suaát, noàng ñoä caùc chaát tham gia phaûn öùng, söï khuaáy troän, caùc chaát xuùc taùc…). 885.1.1. Caùc aûnh höôûng ñeán vaän toác phaûn öùng5.1.1.1. AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä Phaûn öùng hoùa hoïc xaûy ra ôû nhieät ñoä vaø aùp suaát, moâi tröôøng khoâng ñoåi thì vaän toácphaûn öùng laø haøm soá cuûa noàng ñoä : Ta coù phaûn öùng: n1A + n2B Saûn phaåm Neáu nhö noàng ñoä caùc chaát tham gia phaûn öùng caøng lôùn, thì soá va chaïm caøng lôùnvaø soá va chaïm coù hieäu quaû giöõa caùc phaàn töû tham gia phaûn öùng cuõng lôùn, daãn ñeánvaän toác phaûn öùng caøng lôùn. Vaäy vaän toác phaûn öùng tyû leä vôùi soá va chaïm, coù nghóa laøtyû leä vôùi noàng ñoä chaát phaûn öùng. Vaän toác phaûn öùng hoùa hoïc tyû leä vôùi tích soá noàng ñoä caùc chaát phaûn öùng vôùi soá muõ laøheä soá cuûa caùc chaát trong phöông trình phaûn öùng. dC (5.2) v=− = kC A1 CB 2 n n dttrong ñoù: CA,CB = noàng ñoä caùc chaát phaûn öùng ôû thôøi ñieåm khaûo saùt n1,n2 = heä soá tyû löôïng cuûa caùc chaát phaûn öùng k = haèng soá toác ñoä phaûn öùng. Khi CA = CB =1 mol / lit thì v = k goïi laø vaän toác rieâng cuûa phaûn öùng. Vaän toác rieâng phaûn öùng bieåu hieän aûnh höôûng cuûa baûn chaát hoùa hoïc cuûa caùc chaátphaûn öùng vaø phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä vôùi phaûn öùng ñaõ cho vaø ôû nhieät ñoä khoâng ñoåi kbaèng moät haèng soá. Nhieàu phaûn öùng xaûy ra trong moâi tröôøng khoâng theå ñaït ñöôïc caân baèng moät caùchnhanh choùng, nhö laø phaûn öùng khöû truøng nöôùc, söï truyeàn khí vaøo hoaëc truyeàn khí ratöø nöôùc, laøm saïch caùc hôïp chaát höõu cô, phaân raõ caùc ñoàng vò phoùng xaï… Toác ñoä phaûnöùng v ñöôïc söû duïng ñeå moâ taû toác ñoä taïo thaønh hoaëc toác ñoä bieán maát cuûa hôïp chaát.5.1.1.2. AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä Vaän toác cuûa phaûn öùng ñöôïc bieåu dieån baèng phöông trình: dC (5.3) v=± = kC A1 CB 2 n n dt 89 Khi nhieät ñoä thay ñoåi thì haèng soá vaän toác k thay ñoåi. Theo Van’t Hoff thì khi taêngnhieät ñoä leân 10 0C, vaän toác cuûa phaûn öùng taêng leân töø 2 ñeán 4 laàn . Gæa söû ôû nhieät ñoä T1 vaän toác phaûn öùng laø v1, khi taêng nhieät ñoä phaûn öùng leân T2 ,theo Van’t Hoff ta coù : v2 = γ (T2 −T1 )10 × v1 (5.4)trong ñoù: V2 = vaän toác phaûn öùng ôû nhieät ñoä T2 γ = heä soá nhieät ñoä chæ ra söï taêng vaän toác khi nhieät ñoä taêng leân möôøi ñoä, γ thöôøng coù gía trò töø 2- 4 .5.1.1.3. AÛnh höôûng cuûa chaát xuùc taùc1, Chaát xuùc taùc Chaát xuùc taùc laø chaát laøm thay ñoåi vaän toác phaûn öùng. Chaát xuùc taùc keát hôïp vôùi chaátphaûn öùng taïo thaønh hôïp chaát trung gian, nhöng sau phaûn öùng noù ñöôïc khoâi phuïc laïicaû veà traïng thaùi cuõng nhö veà löôïng ban ñaàu. Chaát xuùc taùc ñöôïc phaân laøm ba loaïi: chaát xuùc taùc ñoàng theå, xuùc taùc dò theå vaø chaátxuùc taùc men.2, Xuùc taùc ñoàng theå Chaát xuùc taùc vaø chaát phaûn öùng trong cuøng moät pha. Ví duï toác ñoä oxi hoùa khí COthaønh CO2 khi coù maët moät löôïng nhoû hôi nöôùc nhö laø chaát xuùc taùc laøm cho phaûnöùng taêng nhanh. Söï oxi hoùa khí SO2 vôùi xuùc taùc laø NO2: SO2 + NO 2 = SO3 + NO NO + ½ O2 = NO2 SO2 + ½ O2 = SO3 Xuùc taùc ñoàng theå ôû pha loûng laø caùc xuùc taùc axit hoaëc bazô trong caùc phaûn öùngeste hoùa, xaø phoøng hoùa… Ví duï, söï thuyû phaân H2O2 khi coù xuùc taùc Br- ...