PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG BẬC HAI – ĐỘNG HỌC || HÓA ĐẠI CƯƠNG



PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG BẬC HAI
Trong một phản ứng nguyên tố, số tiểu phân tương tác trực tiếp, đồng thời với nhau để gây ra một CHUYỂN HÓA HÓA học được gọi là phân tử số. Với ví dụ trên, phân tử số của phản ứng là 2 (một nguyên tử natri và một phân tử clo). Phân tử số của phản ứng không thể bằng không hoặc bằng phân số, vì số tiểu phân tham gia phản ứng luôn luôn là số thực và nguyên.
Các tính toán lí thuyết chứng tỏ rằng, xác suất va chạm giữa 3 hạt (tiểu phân) ở áp suất không cao là rất nhỏ so với xác suất va chạm giữa 2 hạt, còn xác suất va chạm đồng thời của 4 hạt và số hạt lớn hơn bằng không. Do đó, phân tử số của một phản ứng nguyên tố chỉ là 1, 2 và 3; không có giá trị bằng không, phân số hoặc lớn hơn 3.
Trong điều kiện thực tế, trong quãng thời gian 1 giây có rất nhiều phản ứng nguyên tố được thực hiện. Chẳng hạn, sau 1 giây có 10-8kg NaCl được tạo ra theo phản ứng nguyên tố:
Na + Cl2 → NaCl + Cl.
Có nghĩa là, trong 1 giây có phản ứng nguyên tố có cùng bản chất như nhau gọi là một giai đoạn. Mỗi một giai đoạn được đặc trưng bởi một giá trị hằng số tốc độ:
– Nếu phản ứng gồm nhiều giai đoạn nối tiếp thì tốc độ phản ứng chung sẽ được quyết định bởi tốc độ của giai đoạn chậm nhất.
– Nếu phản ứng gồm các giai đoạn song song thì tốc độ phản ứng chung được quyết định bởi tốc độ của giai đoạn nhanh nhất.
Phương trình động học của phản ứng giai đoạn ( hoặc của phản ứng nguyên tố) tuân theo định luật tác dụng khối lượng. Ví dụ, một phản ứng phức tạp gồm hai giai đoạn nối tiếp, như sau:
A B + C
thì tốc độ của giai đoạn phản ứng:
v1 = k1.CA
v2 = k2.CB.CC
Nếu tốc độ của giai đoạn (1) chậm nhất thì tốc độ v được quyết định bởi v1:
v ≈ v1 = k1.CA (a)
Nếu giai đoạn (2) chậm nhất thì:
v ≈ v2 = k2.CB.CC (b)
Gọi bậc phản ứng là hệ số mũ của nồng độ phương trình động học của giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng chung. Như vậy, đối với ví dụ trên, ta có bậc phản ứng bằng 1 (trường hợp a) và bằng 2 (trường hợp 2).
Trong các phản ứng một giai đoạn, tiến hành trong pha khí, bậc của phản ứng trùng với phân tử số. Còn trong đại đa số trường hợp, bậc phản ứng không trùng với phân tử số tức là phản ứng không tuân theo định luật tác dụng khối lượng, bậc của chúng không bằng tổng các hệ số phân tử trong phương trình phản ứng. Bậc phản ứng của chúng có thể là một số nguyên, một phân số hay có khi là không xác định.
Những phản ứng bậc 2 một chiều thường gặp là:
H2 + I2 = 2HI
2NO2 = 2NO + O2
CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COONa + C2H5OH
Tổng quát, ta có phương trình phản ứng:
A + B  sản phẩm
t = 0 a b
t = t a – x b – x
Theo định nghĩa về tốc độ và định luật tác dụng khối lượng, ta có:
(9.21)
k là hằng số tốc độ của phản ứng bậc 2.
Sau khi tích phân và xác định hằng số tích phân, ta có phương trình:
(9.22)
– Nếu nồng độ A và B bằng nhau, ta có:
(9.23)
Lấy tích phân (9.23), ta được:
(9.24)
Khi thì thời điểm đó ứng với chu kì bán huỷ:
(9.25)
Như vậy, chu kì phân huỷ của phản ứng bậc 2 phụ thuộc vào nồng độ ban đầu của chất phản ứng.
– Nếu nồng độ của A và B khác nhau, ta có:
(9.26)
Sau khi tích phân, ta được:
(9.27)
Bài tập áp dụng: Nghiên cứu phản ứng xà phòng hoá etylaxetat có nồng độ ban đầu 0,01N bằng dung dịch NaOH 0,002N trong thời gian 23 phút đạt được độ chuyển hoá 10%. Hỏi, nếu nồng độ ban đầu giảm đi 10 lần thì thời gian phản ứng là bao nhiêu nếu muốn đạt được độ chuyển hoá 10% như trước.

Nguồn: https://collectif-du-chambon.org/

Xem thêm bài viết khác: https://collectif-du-chambon.org/category/giao-duc

Related Post

One Reply to “PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG BẬC HAI – ĐỘNG HỌC || HÓA ĐẠI CƯƠNG”

  1. thầy ơi nếu làm theo thầy có đúng theo câu hỏi của đề không ?, hay nó chỉ nói là nồng độ etylaxetat giảm xuống 0,001 thôi, nếu như thầy giảm hết tất cả xuống 10 lần thì chỉ cần nhân với 10 thôi, đâu cần tính gì dài ra đâu ạ. em chỉ hỏi vậy thôi chứ em nghỉ dù sao cách tính nó cũng tương tự ha thầy ?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *