Chi tiết Chuyên mục: Chuyên đề 6. Lý thuyết về phản ứng hóa học Được viết ngày Thứ bảy, 07 Tháng 2 2015 15:28 Viết bởi Nguyễn Văn Đàm
Nghiên cứu và nắm vững các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học có nhiều ứng dụng trong thực tiễn.
1. Khái niệm và biểu thức tính
- Tốc độ phản ứng hóa học là đại lượng đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của phản ứng và được xác định bằng độ biến thiên nồng độ của chất trong một đơn vị thời gian.
- Các biểu thức tính tốc độ của phản ứng:
Δv = ΔC/Δt [1]
ΔC: độ biến thiên nồng độ của chất [lấy trị tuyệt đối]
Δt: khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên nồng độ.
Với phản ứng: xA + yB → sản phẩm thì:
v = k.[A]x.[B]y [2]
2. Các yếu tố có ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng
a. Nhiệt độ
- Nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng và ngược lại vì khi tăng nhiệt độ, tốc độ chuyển động nhiệt của các phân tử tăng → các phân tử va chạm với nhau nhiều hơn và mạnh hơn → phản ứng xảy ra nhanh hơn. Thông thường khi nhiệt độ tăng lên 100C thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần.
- Nếu tăng nhiệt độ phản ứng lên t0C thì tốc độ phản ứng tăng αt/10 [với α là hệ số nhiệt độ - số lần tăng tốc độ khi nhiệt độ tăng lên 100C].
b. Nồng độ các chất tham gia phản ứng
Nồng độ chất tham gia phản ứng tăng thì tốc độ phản ứng tăng [điều này được thấy rõ theo biểu thức [2] vì khi nồng độ chất tham gia phản ứng tăng thì va chạm giữa các phân tử chất tăng → va chạm hiệu quả tăng.
c. Áp suất
- Áp suất chỉ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng có mặt của chất khí.
- Nếu áp suất tăng [nồng độ chất tham gia phản ứng tăng] thì tốc độ phản ứng tăng.
d. Diện tích tiếp xúc bề mặt
- Diện tích tiếp xúc bề mặt tăng thì tốc độ phản ứng tăng
- Diện tích tiếp xúc tỷ lệ nghịch với kích thước của chất rắn.
e. Xúc tác
Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng. Chất kìm hãm làm giảm tốc độ phản ứng.
Ngoài các yếu tố trên thì có nhiều yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như: môi trường thực hiện phản ứng; tốc độ khuấy trộn...
Mời các bạn tham gia giải các bài tập về tốc độ phản ứng hóa học cùng hochoaonline.net:
Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng giới thiệu phần TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG nhằm hổ trợ cho các bạn có thêm tư liệu học tập. Chúc các bạn học tốt môn học này.
Ngày đăng: 03-04-2018
25,707 lượt xem
I. Tốc độ phản ứng hóa học
- Thí nghiệm: Cho H2SO4 đồng thời vào 2 ống nghiệm:
+ Ống nghiệm 1: chứa 2 ml dung dịch Na2S2O3
+ Ống nghiệm 2: chứa 2 ml dung dịch BaCl2
- Hiện tượng: Ống nghiệm 1 có kết tủa chậm hơn so với ống 2.
- Phương trình hóa học:
Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + S + SO2 + H2O
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl
* Nhận xét: Để so sánh mức độ xảy ra nhanh hay chậm của các phản ứng hóa học, người ta dùng đại lượng tốc độ phản ứng hóa học, gọi tắt là tốc độ phản ứng.
1. Khái niệm về tốc độ phản ứng
- Tốc độ phản ứng là đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm ứng trong một đơn vị thời gian.
- Theo quy ước:
+ Nồng độ được tính bằng mol/l
+ Thời gian lf giây [s], phút [ph], giờ [h]…
2. Tốc độ trung bình của phản ứng
a. Xét phản ứng: A → B
Ở thời điểm t1: CA là C1 mol/l
Ở thời điểm t2: CA là C2 mol/l [C1 > C2]
- Tốc độ của phản ứng tính theo A trong khoảng thời gian t1 → t2 thì:
v = [C1 - C2]/[t2 - t1] = -[C2 - C1]/[t2 - t1]
= -ΔC / Δt
- Tốc độ của phản ứng tính theo sản phẩm B thì:
Ở thời điểm t1: CB là C1 mol/l
Ở thời điểm t2: CB là C2 mol/l [C2 > C1]
v = [C2 - C1]/[t2 - t1]
= ΔC / Δt
* Kết luận: công thức tổng quát tính tốc độ phản ứng trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 là:
v = +[-] ΔC / [x.Δt]
v: tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian từ t1 đến t2.
- +∆C : biến thiên nồng độ chất sản phẩm.
- -∆C : biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng [chất tạo thành].
- x : hệ số cân bằng của chất tham gia hoặc sản phẩm.
b. Với phản ứng: xA + yB → sản phẩm thì:
v = k.[A]x.[B]y
II. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
1. Yếu tố nhiệt độ
- Nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng và ngược lại vì khi tăng nhiệt độ, tốc độ chuyển động nhiệt của các phân tử tăng → các phân tử va chạm với nhau nhiều hơn và mạnh hơn → phản ứng xảy ra nhanh hơn. Thông thường khi nhiệt độ tăng lên 100C thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần.
- Nếu tăng nhiệt độ phản ứng lên t0C thì tốc độ phản ứng tăng αt/10 [với α là hệ số nhiệt độ - số lần tăng tốc độ khi nhiệt độ tăng lên 100C].
2. Yếu tố nồng độ
- Nồng độ chất tham gia phản ứng tăng thì tốc độ phản ứng tăng [điều này được thấy rõ theo biểu thức [2] vì khi nồng độ chất tham gia phản ứng tăng thì va chạm giữa các phân tử chất tăng → va chạm hiệu quả tăng.
3. Yếu tố áp suất
- Áp suất chỉ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng có mặt của chất khí.
- Nếu áp suất tăng [nồng độ chất tham gia phản ứng tăng] thì tốc độ phản ứng tăng.
4. Yếu tố diện tích tiếp xúc
- Diện tích tiếp xúc bề mặt tăng thì tốc độ phản ứng tăng
- Diện tích tiếp xúc tỷ lệ nghịch với kích thước của chất rắn.
5. Yếu tố xúc tác
- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng. Chất kìm hãm làm giảm tốc độ phản ứng.
- Ngoài các yếu tố trên thì có nhiều yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như: môi trường thực hiện phản ứng; tốc độ khuấy trộn...
Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng
LIÊN HỆ NGAY VỚI CHÚNG TÔI ĐỂ BIẾT THÊM THÔNG TIN CHI TIẾT
ĐÀO TẠO NTIC
Địa chỉ: Đường nguyễn lương bằng, P.Hoà Khánh Bắc, Q.Liêu Chiểu, Tp.Đà Nẵng
Hotline: 0905540067 - 0778494857
Email:
a. Đổ 25 ml dung dịch H2SO4 vào cốc đựng 25ml dung dịch BaCl2.
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl [1]
b. Đổ 25 ml dung dịch H2SO4 vào cốc đựng 25ml dung dịch Na2S2O3.
Na2S2O3 + H2SO4 → S↓ + SO2 + H2O + Na2SO4 [2]
2. Nhận xét
Từ hai thí nghiệm trên ta thấy, phản ứng [1] xảy ra nhanh hơn phản ứng [2]. Chứng tỏ, các phản ứng hóa học khác nhau thì xảy ra nhanh, chậm rất khác nhau.
Để đánh giá mức độ xảy ra nhanh, chậm của các phản ứng hóa học, người ta đưa ra khái niệm tốc độ phản ứng hóa học, gọi tắt là tốc độ phản ứng.
Khái niệm: Tốc độ phản ứng là biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian.
Ví dụ:
Br2 + HCOOH → 2HBr + CO2
Ban đầu 0,0120 mol/lít
Sau 50 giây 0,0101 mol/lít
Đã phản ứng 0,0019 mol/lít
Tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian 50 giây tính theo Br2 là:
\[\overline{V}\] = \[\dfrac{0,0102-0,0101}{50}\] = 3,80.10-5 mol/[l.s]
II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
1. Ảnh hưởng của nồng độ
Thí nghiệm: Cho vào 3 ống nghiệm một lượng canxi cacbonat có khối lượng bằng nhau. Thêm vào 3 ống nghiệm lần lượt các dung dịch HCl có nồng là 1,5M, 1M và 0,5M. Quan sát tốc độ thoát khí ở cả 3 ống nghiệm.
Hiện tượng: Nồng dung dịch HCl thêm vào càng lớn thì tốc độ thoát khí càng nhanh.
Vậy, khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.
2. Ảnh hưởng của áp suất
Áp sát ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng có chất khí. Khi tăng áp suất, nồng độ chất khí tăng nên tốc độ phản ứng tăng theo.
Ví dụ, xét phản ứng sau thực hiện trong bình kín ở nhiệt độ xác định.
2HI[k] → H2 [k] + I2 [k]
Tốc độ phản ứng khi áp suất của HI là 2 atm gấp 4 lần tốc độ phản ứng khi áp suất của HI là 1 atm.
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Thí nghiệm: Chuẩn bị hai cặp ống nghiệm đựng lần lượt 25ml dung dịch H2SO4 0,1M và 25ml dung dịch Na2S2O3 0,1M. Bỏ 1 cặp gồm 2 ống nghiệm chứa H2SO4 và Na2S2O3 vào cốc nước nóng, một cặp có lượng hóa chất tương tự còn lại bỏ vào cốc nước lạnh. Sau một thời gian, trộn đồng thời hai hóa chất trong từng cặp với nhau tại.
Hiện tượng: Sau khi trộn, cặp dung dịch được đặt trước trong cốc nước nóng xuất hiện kết tủa màu trắng đục của lưu huỳnh sớm hơn cặp dung dịch không được làm nóng.
Vậy, khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.
4. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
Thí nghiệm: Chuẩn bị 2 ống nghiệm, một ống nghiệm được bỏ vào 1 lò xò bằng sắt, ống còn lại thêm vào 1 lượng bột sắt có khối lượng bằng với khối lượng của chiếc lò xò vừa rồi. Sau đó, thêm đồng thời vào 2 ống nghiệm vài ml dung dịch axit sunfuric.
Hiện tượng: Ống nghiệm chứa bột sắt có khí thoát ra nhanh hơn và nhiều hơn so với ống nghiệm chứa mẩu lò xo bằng sắt.
Vậy, khi tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.
5. Ảnh hưởng của chất xúc tác
Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng vẫn còn lại và không bị biến đổi sau khi phản ứng kết thúc.
Ví dụ, H2O2 phân hủy chậm trong dung dịch ở nhiệt độ thường theo phản ứng sau:
2H2O2 → 2H2O + O2↑
Nếu cho vào dung dịch này một ít bột MnO2, bọt oxi sẽ thoát ra rất mạnh. Khi phản ứng kết thúc, MnO2 vẫn còn nguyên vẹn. Vậy MnO2 là chất xúc tác cho phản ứng phân hủy H2O2.
Ngoài các yếu tố trên, môi trường xảy ra phản ứng, tốc độ khuấy trộn, tác dụng của các tia bức xạ, v,v... cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
@[email protected]@[email protected]@[email protected]
III. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng được vận dụng nhiều trong đời sống và sản xuất. Ví dụ:
- Đèn xì axetilen cháy trong oxi cho ngọn lửa có nhiệt độ cao hơn nhiều so với cháy trong không khí, vì nồng độ oxi cao hơn nên tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn, nhiệt độ hàn cao hơn.
- Thực phẩm nấu trong nồi áp suất nhanh chín hơn so với khi nấu ở áp suất thường do trong nồi áp suất có áp suất cao hơn nồi bình thường, tốc độ phản ứng tăng.
- Các chất đốt rắn như than, củi có kích thước nhỏ sẽ cháy nhanh hơn do có diện tích tiếp xúc nhiều hơn.
- Để tăng tốc độ tổng hợp NH3 từ N2 và H2, người ta phải dùng chất xúc tác, tăng nhiệt độ và thực hiện ở áp suất cao.
Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!