HÓA ĐẠI CƯƠNG (CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẤU TẠO CHẤT & LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC) NGUYỄN VĂN ĐÁNG

Chương 3 : ĐỘNG HÓA HỌC

Theo phương pháp này ta phải lấy các chất phản ứng với nồng độ đầu bằng nhau. Từ các công thức của chu kỳ bán huỷ : - Bậc không :  =

a . Chu kỳ bán huỷ tỷ lệ thuận với nồng độ đầu của chất phản ứng.

2k

ln 2 . Chu kỳ bán huỷ là hằng số đối với nồng độ đầu của chất phản ứng. k 1 = . Chu kỳ bán huỷ tỷ lệ nghịch đối với nồng độ đầu của chất phản ứng. ka 3

- Bậc 1 :  = - Bậc 2 : 

- Bậc 3 :  =

2ka 2

. Chu kỳ bán huỷ tỷ lệ nghịch đối với bình phương nồng độ đầu.

Vì vậy nếu ta theo dõi các chu kỳ bán huỷ (thời gian để phân huỷ ½ lượng chất phản ứng) theo sự thay đổi nồng độ đầu của chất phản ứng, nếu thấy chu kỳ bán huỷ tỷ lệ thụân với nồng độ đầu của chất phản ứng, ta kết luận phản ứng đó có bậc không đối với chất phản ứng đó, còn nếu chu kỳ bán huỷ là một hằng số khi ta thay đổi nồng độ đầu của chất phản ứng, thì phản ứng ấy có bậc một,…

3.4.ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG : 3.4.1. Quy tắc Van’t Hoff Ở khoảng nhiệt độ không cao, Van’t Hoff khi khảo sát thực nghiệm đã khái quát : thông thường cứ tăng lên 10oC thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần. Số lần tăng tốc độ cứ tăng mỗi 10 oC gọi là hệ số nhiệt  tức là :  =

vT 10 vT

Khi ở Tđ phản ứng có vận tốc vđ Khi tăng lên 10oC (T1 = Tđ +10) thì v1 = vđ .  Khi tăng lên 20oC (T2 = Tđ +20) thì v2 = v1 .  = vđ. 2 (

Tc Td ) 10

Khi tăng lên Tc [(Tc = Tđ +(Tc- Tđ)] thì vc = vđ .  Ví dụ : Nếu phản ứng ở 0 oC có vận tốc v thì ở 100 oC tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần, nếu hệ số nhiệt độ  = 3 ?

T T ( c d) 10

1000 10

Giải : Từ công thức : vc = vđ .  . Thế số vào v100C = v. 3  310 = 59049 v.

Vậy khi  = 3, từ 00C tăng lên 100 0C vận tốc tăng lên 59049 lần.

3.4.2.Phương trình Arrhenius : Phương trình Van’t Hoff chỉ là phương trình gần đúng. Khi phản ứng thực hiện ở nhiệt độ cao thì biểu thức của Van’t Hoff không còn dùng được.

Những nghiên cứu của Arrhénius về các phản ứng đã đưa ra phương trình thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa hằng số vận tốc k và nhiệt độ T : lnk = -

B +C T

(1)

Với B và C là các hằng số chỉ phụ thuộc vào bản chất chất phản ứng (B > 0) (1) có thể viết thành : k = A e



B T

A

. Với A = eC . Hoặc viết lại k = e

B/T

Ta thấy T nằm ở phần số mũ nên một sự biến đổi nhỏ của T cũng dẫn đến biến đổi lớn về k - tức tốc độ.

Liên hệ với phần năng lượng hoạt hoá Ea (chúng ta sắp nghiên cứu), người ta nhận thấy Ea

 E B = a . Vì vậy phương trình Arrhenius thường được viết : k  Ae RT .

R

Với R là hằng số - nó bằng với hằng số khí lý tưởng

40

HÓA ĐẠI CƯƠNG 2