Nội dung

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 37 Chöông VIII TOÁC ÑOÄ VAØ CÔ CHEÁ PHAÛN ÖÙNG 1. Moät soá khaùi nieäm: - Ñoäng hoùa hoïc nghieân cöùu toác ñoä, cô cheá, caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình hoùa hoïc: t 0 , baûn chaát, xuùc taùc… - Heä soá tæ löôïng cuûa caùc phaûn öùng hoùa hoïc: (noùi roài ‟ nhaéc laïi) Ví duï: N 2  3H 2  2NH3 Caùc hoïc sinh töï laøm 1, 2, 3. - Phaûn öùng ñôn giaûn: Chæ xaûy ra moät giai ñoaïn. Ví duï: NO  O3  NO2  O 2 - Phaûn öùng phöùc taïp: Xaûy ra qua nhieàu giai ñoaïn ( coù theå noái tieáp hoaëc song song, hoaëc ñoàng thôøi) N 2O5  N 2O3  O 2 Ví duï: N 2 O 3  N 2 O 5  4NO 2  2N 2 O 5  4NO 2  O 2 - Baäc phaûn öùng: Baèng taàng soá muõ cuûa noàng ñoä caùc chaát phaûn öùng ghi trong bieåu thöùc ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng. 2. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán toác ñoä phaûn öùng: 2.1. AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä: Theo ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng, ta coù: Vôùi phaûn öùng aA  bB  cC  dD Toác ñoä phaûn öùng xaùc ñònh nhö sau: V  k1C aA C Bb  Toác ñoä phaûn öùng giaûm lieân tuïc theo thôøi gian do C A , C B giaûm ngöôïc laïi VN taêng. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Do ñoù, ta taùc ñoäng leân vaän toác phaûn öùng baèng caùch thay ñoåi noàng ñoä caùc chaát theo thôøi gian. Haèng soá toác ñoä K (phaûn öùng thuaän laø K T , nghòch laø K N ) + Phaûn öùng baäc 1: 2.303 C 0 K lg sec 1 t C t: thôøi gian phaûn öùng (laáy töø 0) C 0 : noàng ñoä ñaàu (ôû t = 0S) C: noàng ñoä ôû t + Phaûn öùng baäc 2: A + B  C 1 ba  x  kt  ln a  b ab  x  + Phaûn öùng baäc 3: kt  (1) 3A  C 1 1 1   2  2  2  C A C A0  (2) Trong ñoù: a, b: noàng ñoä ban ñaàu caùc taùc chaát (vôùi (1)) x: noàng ñoä moät chaát ñaõ tham gia phaûn öùng vôùi (1) vaø laø noàng ñoä cuûa a ñaõ tham gia phaûn öùng (vôùi (2)). t: Thôøi gian ñaõ thöïc hieän phaûn öùng. 2.2. AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä: Qui taéc VanHoâp: “Khi taêng nhieät ñoä leân 10 0 thì toác ñoä phaûn öùng taêng leân 2  4 laàn”. k   T 10  2  4 kT k  n  T 10n  (2  4) n Toång quaùt: kT Quy taéc naøy chæ ñuùng trong khoaûng t 0 khoâng lôùn. Ví duï: Phaûn öùng phaân huûy N 2 O 5 , cho k 300 C  3.6  10 5 vaø k 00 C  7.9  10 7 Tính k1000 C . Ta coù: 3  Vaäy: k 00 C 103 k 00 C  k1000 C 3.6  10 5 3 10 10 10    3 . 86     3.86  k1000 C  3.86  7.9  10 7 7 k 00 C 7.9  10 Quy taéc Areniuyt: Cho pheùp tính chính xaùc. E  1 1    k1 R T T   e  2 1 k2 T: nhieät ñoä R = 1.987  K 0 k   .e  E RT 38 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 39 E  : Naêng löôïng hoaït hoùa cuûa phaûn öùng (cal) 2.3. AÛnh höôûng cuûa xuùc taùc: Khaùi nieäm: “Chaát xuùc taùc laø nhöõng chaát laøm taêng toác ñoä phaûn öùng do tham gia vaøo töông taùc hoùa hoïc vôùi caùc phaûn öùng ôû giai ñoaïn trung gian, nhöng sau phaûn öùng noù ñöôïc phuïc hoài laïi vaø giöõ nguyeân veà löôïng cuõng nhö veà thaønh phaàn vaø taùc chaát hoùa hoïc.” Taùc duïng chuû yeáu cuûa chaát xuùc taùc laø laøm giaûm naêng löôïng hoaït hoùa cuûa phaûn öùng baèng caùch thay ñoåi cô cheá phaûn öùng töø ñoù laøm taêng toác ñoä phaûn öùng. Ví duï: Phaûn öùng toång quaùt A + B = AB Khi chöa coù xuùc taùc A  b  AB  AB, E1 A  K  A  K  AK, E 2 Khi coù xuùc taùc K: AK  B  AK  B  AB  K, E 3 E 2 , E 3  E1 Neân phaûn öùng xaûy ra nhanh hôn. 3. Cô cheá phaûn öùng: 3.1. Phaûn öùng ñôn giaûn: Laø phaûn öùng xaûy ra tröïc tieáp giöõa caùc phaân töû. Ví duï: I 2  H 2  2HI Hay NO  Cl 2  2NOCl Nhöõng phaûn öùng naøy ñoøi hoûi naêng löôïng khaù cao 35  100Kcal / mol vì theá ít gaëp. 3.2. Phaûn öùng ion: - Naêng luôïng hoaït hoùa nhoû do coù söï tham gia cuûa caùc ion. Thöôøng hpaûi phaân ly thaønh ion tröôùc (do hoøa tan, phoùng ñieän, ñun noùng, böùc xaï naêng löôïng cao…) HCl  NaOH  NaCl  H 2 O Ví duï:  H  Cl   Na  OH   NaCl  H 2 O Hay CL  Na  NaCl 3.3. Phaûn öùng goác: - Coù söï taïo thaønh caùc goùc töï do tröôùc, laø caùc tieåu phaân khoâng baõo hoøa hoùa trò. Phaûn öùng goác hay xaûy ra theo cô cheá daây chuyeàn. Ví duï: H 2  Cl 2  2HCl + Quaù trình taïo goác töï do (khôi maøo) h h Cl 2  2Cl o , hay H 2  2H 0 + Quaù trình phaùt trieån daây chuyeàn: H  , E   0 Cl   H 2  HCl  H  H  , E   0 H   Cl 2  HCl  Cl  + Quaù trình keát thuùc (ngaét daây chuyeàn) 2Cl   Cl 2 , H   59Kcal 2H   H 2 , H   104kl Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 40 Hoaëc H   Cl   HCl  Toùm laïi, phaûn öùng xaûy ra theo cô cheánaøo laø do söï thuaän lôïi veà naêng löôïng. Chöông IX DUNG DÒCH LOÛNG 1. Khaùi nieäm veà dung dòch loûng: - Dung dòch laø moät heä phaân taùn goàm hai phaàn laø dung moâi (moâi tröôøng phaân taùn) vaø chaát tan (chaát phaân taùn). Caùc heä dung dòch taäp hôïp töø ba pha khaùc nhau thaønh chín heä. R R L L K K ÔÛ ñaây, ta chæ xeùt dung dòch loûng. Tuøy thuoäc kích thöôùc cuûa chaát phaân taùn ngöôøi ta chia heä thaønh caùc loaïi: Dung dòch: Huyeàn phuø: Nhuõ töông: Ñònh nghóa: “Dung dòch laø heä ñoàng theå goàm hai hay nhieàu chaát maø thaønh phaàn cuûa chuùng coù theå thay ñoåi trong giôùi haïn roäng”. Vaäy dung dòch loûng ñöôïc taïo thaønh khi hoøa tan caùc chaát K, L, R vaøo dung moâi loûng. Trong giôùi haïn cuûa chöông trình, chæ xeùt tính chaát caùc dung dòch loûng, loaõng phaân töû. 2. Quaù trình hoøa tan: - Quaù trình hoøa tan bao goàm hai giai ñoaïn: + Vaät lyù: Söï chuyeån pha, coù H  chuyeån pha. + Hoùa hoïc: H  solvat hoùa(dung moâi  H 2 O ) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 41 H  hydrat (dung moâi  H 2 O ) laø quaù trình töông taùc giöõa chaát tan vaø dung moâi. H  hoøa tan  H  Hieäu öùng nhieät hoøa tan: Löôïng nhieät thu vaøo hay phaùt ra khi hoøa tan 1 phaân töû gam chaát tan ñöôïc goïi laø nhieät hoøa tan. 3. Noàng ñoä dung dòch: “Noàng ñoä dung dòch laø löôïng chaát tan trong moät löôïng hay moät theå tích nhaát ñònh cuûa dung dòch hoaëc dung moâi”. 3.1. Noàng ñoä % khoái löôïng (%) a C%  100% ab a: khoái löôïng chaát tan b: khoái löôïng dung moâi 3.2. Noàng ñoä phaân töû gam hay noàng ñoä mol: (M) 1000.a a: khoái löôïng chaát tan CM  M.V M: phaân töû löôïng chaát tan V: theå tích dung dòch (ml)  chuyeån ñoåi giöõa C M vaøC% C .M d: khoái löôïng rieâng (g/ml) C%  M 10.d 3.3. Noàng ñoä Molan (m) a.1000 Cm  M.b a: khoái löôïng chaát tan (g) b: khoái löôïngn dung moâi (g) M: phaân töû löôïng chaát tan. 3.4. Noàng ñoä phaàn mol: (Ni) n Ni  i  ni  1  ni mRT R = 0.08 T 0K M V  : atm (thaåm thaáu) V: lit dd m: khoái löôïng   4. Ñoä tan vaø Dung dòch baõo hoøa „ „ Hoøa tan: chaát tan + dung moâi  dung dòch. Keát tinh: dung dòch  chaát tan + dung moâi. „ Söï baõo hoøa: Khi caân baèng hoøa tan ‟ keát tinh thieát laäp. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com „ 42 Ñoä tan: Löôïng chaát tan caàn thieát ñeå taïo dung dòch baõo hoøa ôû ñieàu kieän xaùc ñònh (g chaát tan/ 100g dung moâi). „ Ví duï: Ñoä tan cuûa NaCl trong 100 ml H2O ôû 100oC laø 35.9g 5. Ñònh luaät Henry: Neáu Sk laø ñoä tan cuûa chaát khí A, k laø haèng soá, Pk laø aùp suaát rieâng phaàn cuûa A: S k  kPk „ „ ‟ K là hằng số Henry, phuï thuoäc baûn chaát quaù trình, ñôn vò laø l.atm/mol, atm/(NA) hoaëc Pa.m3/mol. Moät soá giaù trò cuûa k: ‟ Oxygen (O2) : 769.2 l.atm/mol ‟ Carbon dioxide (CO2) : 29.4 l.atm/mol ‟ Hydrogen (H2) : 1282.1 l.atm/mol 6. Ñònh luaät Raoult AÙp suaát hôi cuûa moãi caáu töû i trong dung dòch loaõng phuï thuoäc vaøo aùp suaát rieâng vaø phaàn mol cuûa noù trong dung dòch. Pi  Ni Pi 0 Nhaéc laïi ñònh luaät Dalton trong hoãn hôïp khí: PA  N A Ptotal Psolution   N i Pi 0 i „ „ „ „ „ P0i laø aùp suaát hôi cuûa caáu töû tinh khieát. Ni laø phaàn mol cuûa caáu töû i trong dung dòch. Ñònh luaät Raoult khoâng ñuùng khi löïc huùt dung moâi ‟ dung moâi vaø chaát tan ‟ chaát tan lôùn hôn löïc huùt chaát tan ‟ dung moâi trong dung dòch. Ñònh luaät Raoult khoâng ñuùng khi löïc huùt dung moâi ‟ dung moâi vaø chaát tan ‟ chaát tan lôùn hôn löïc huùt chaát tan ‟ dung moâi trong dung dòch. Taïi ñieåm soâi cuûa chaát loûng tinh khieát, aùp suaát hôi cuûa dung dòch seõ < 1atm . Do ñoù, caàn nhieät ñoä cao hôn ñeå ñạt aùp suaát hôi 1 atm cho dung dòch (TS). Ta coù: TS  K S Cm „ KS laø haèng soá, phuï thuoäc baûn chaát dung moâi. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 43 7. Ñoä haï nhieät ñoä ñoâng ñaëc Ñoä haï nhieät ñoä ñoâng ñaëc ñöôïc ñònh nghóa: Tñ = Kñ.Cm Baûng Kñ vaø Ks cho döôùi ñaây cuûa moät soá dung moâi. Solvent Boiling Point (°C) Aniline Acetic Acid Benzene Carbon Disulfide Carbon Tetrachloride 184.3 118.1 80.1 Kb (°C/(mol Freezing Point Kf (°C/(mol (°C) kg-1)) kg-1)) 3.69 ‟5.96 ‟5.87 3.07 16.6 ‟3.90 2.65 5.5 ‟4.90 46.2 2.34 ‟111.5 ‟3.83 76.8 4.88 ‟22.8 ‟29.8 Chloroform Cyclohexane 61.2 80.74 3.88 2.79 ‟63.5 6.55 ‟4.90 ‟20.2 Diethyl Ether 34.5 2.16 ‟116.2 ‟1.79 Ethanol Formic acid 78.4 101.0 1.19 2.4 ‟114.6 8.0 ‟1.99 ‟2.77 Nitrobenzene 210.8 5.24 5.7 ‟7.00 Phenol 181.75 3.60 43.0 ‟7.27 Water 100.00 (exact) 0.52 0.0 ‟1.86 8. Söï thaåm thaáu „ „ „ „ Laø söï di chuyeån cuûa dung moâi töø dung dòch coù noàng ñoä cao ñeán dung dòch coù noàng ñoä thaáp thoâng qua maøng baùn thaåm. Maøng baùn thaåm: Chæ cho moät soá caáu töû cuûa dung dòch ñi qua. Ví duï maøng teá baøo. Maøng baùn thaåm coù theå cho caáu töû chuyeån qua theo 2 höôùng. Khi dung moâi chuyeån ñoäng qua maøng, möùc dung dòch maát caân baèng.