ĐỘNG HÓA HỌC
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
Chương 1
Mở đầu
Chương 2
Động hoá học phản ứng đơn giản
Chương 3
Động hóa học của phản ứng phức tạp
Chương 4
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tốc độ phản ứng
Chương 5
Thuyết va chạm hoạt động và phức hoạt động
Chương 6
Ảnh hưởng của áp suất lên tốc độ phản ứng
Chương 7
Ảnh hưởng của dung môi lên tốc độ phản ứng
Chương 8
Phản ứng dây chuyền và quang hóa
Chương 9
Ảnh hưởng của chất xúc tác lên tốc độ phản ứng
Chương
10
Ảnh hưởng của hiệu ứng thế lên tốc độ phản ứng

Chương
11
Phản ứng nhanh trong dung dịch và động hóa học của nó
Chương
12

hưởng bởi nhiều yếu tố. Các yếu tố đó là nồng độ, nhiệt độ, áp suất, dung môi, chất xúc tác, hiệu ứng thế,
hiệu ứng đồng vị, hiệu ứng muối Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đó lên tốc độ phản ứng, người ta mới
hiểu biết đầy đủ bản chất của các biến hóa xảy ra trong mỗi phản ứng hóa học, xác lập được cơ chế phản ứng.
Nhờ hiểu rõ cơ chế ph
ản ứng, cho phép chúng ta lựa chọn các yếu tố thích hợp tác động lên phản ứng, tinh
chế độ làm việc tối ưu của lò phản ứng làm cho phản ứng có tốc độ lớn, hiệu suất cao, tạo ra sản phẩm theo
ý muốn.
Người ta phân biệt động hóa học hình thức và động hóa học lý thuyết. Ðộng hóa học hình thức chủ yếu
thiết lập các phương trình liên hệ giữa nồng độ chất phản ứng với hằng số tốc độ và thời gian phản ứng, còn
động hóa học lý thuyết dựa trên cơ sở cơ học lượng tử, vật lý thống kê, thuyết động học chất khí tính được
giá trị tuyệt đối của hằng số tốc độ phản ứng. Ðó là thuyết va chạm hoạt động và phức hoạt động.
Ðộng hóa học hình thành từ nửa cu
ối thế kỷ XIX trên cơ sở nghiên cứu các phản ứng hữu cơ trong pha
lỏng. Những người đầu tiên trong lĩnh vực này là Wilamson, Wilhelmi (1812 - 1864) và các tác giả của định
luật tác dụng khối lượng, Guldberg (1836 - 1902) và Waage (1833 - 1900). Những cơ sở của động hóa học
được đúc kết trong các công trình của Van't Hoff và Arrhenuis trong những năm 1880, trong đó đã đưa ra
khái niệm về năng lượng hoạt động hóa và giải thích ý nghĩa của bậc phản ứng trên cơ sở của thuyết động
học.
Khái niệm về xúc tác được Berzlius đưa vòa khoa học 1835. Ostwald đã có nhiều đóng góp trong lĩnh
vực này, ông đã đưa ra định nghĩa chất xúc tác. Năm 1905 Silov đưa ra lý thuyết về phản ứng liên hợp. Phản
ứng quang hóa được nghiên cứu trong các công trình của B(denstein (1871 - 1942), Einstein (1879 - 1955),
Nernst. Phản ứng dây chuyền
được Semenov (1896) và Hinshelwood (1879 - 1967) nghiên cứu từ khoảng
năm 1926, đưa đến hình thành lý thuyết phản ứng dây chuyền.
Trong những năm 1930, trên cơ sở các công trình nghiên cứu của Eyring, Evans và Polani đã hình
thành lý thuyết tốc độ tuyệt đối của phản ứng hóa học.
II. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
1. Ðịnh nghĩa TOP
Các phản ứng diễn ra nhanh chậm khác nhau, có phản ứng rất nhanh, gần như tức khắc, ví dụ phản ứng
phân hủy chất nổ chỉ diễn ra trong vòng Một số phản ứng của các ion trong dung dịch cũng thuộc

(= 1).
Thứ nguyên (đơn vị biểu diễn) của hằng số tốc độ tùy thuộc vào loại (bậc) của phản ứng (xem bảng
2.1).
phương trình (1.6) được gọi là phương trình tốc độ hay phương trình động học của phản ứng hóa học.
So sánh (1.4) và (1.6) phương trình tốc độ còn được biểu thị:

Biểu thức này cho biết mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng với nồng độ. Dạng của đường biểu diễn này
cũng khác nhau.
IV. PHÂN LOẠI ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG
Về phương diện động hóa học, người ta có thể chia các phản ứng hóa học theo phân tử số và bậc phản
ứng.
1. Phân tử số phản ứng TOP
Phân tử số phản ứng là số phân tử tương tác đồng thời với nhau để trực tiếp gây ra biến hóa học trong
một phản ứng cơ bản. Còn phản ứng cơ bản (hay phản ứng sơ cấp) là phản ứng chỉ một giai đoạn duy nhất,
chất phản ứng tương tác với nhau trực tiếp cho sản phẩm phản ứng. Dựa vào khái niệm phân tử s
ố phản ứng,
chúng ta có thể phân biệt ba loại phản ứng: phản ứng đơn phân tử, lưỡng phân tử và tam phân tử.

Khi các phân tử tương tác với nhau, không phải tất cả các va chạm giữa chúng đều dẫn đến biến hóa
hóa học, mà chỉ một phần nhỏ va chạm trong các va chạm dẫn đến biến hóa hóa học, va chạm đó gọi là va
chạm có hiệu quả hay va chạm hiệu dụng.
Khi phản ứng hóa học diễn ra, để đảm bảo cho các phân tử va chạm đồng thời dẫn đến biến đổi hóa
họ
c, thì phản ứng càng nhiều phân tử tham gia càng khó thực hiện điều kiện trên. Người ta đã tính xác suất
và chạm, thì xác suất va chạm ba là bé nhất, có nghĩa phản ứng tam phân tử rất hiếm, trong thực tế người ta
chưa tìm thấy phản ứng có phân tử số cao hơn 3.

Theo ý nghĩa của phân tử số muốn cho phân tử trên diễn ra phải do sự va chạm đồng thời của 13 phân
tử. Ðiều này không bao giờ gặp như vừa nói ở trên, chưa gặp phản ứng có phân tử số là 4, huống chi là 13.
Mặt khác nghiên cứu phản ứng bằng thực nghiệm cho biết phản ứng trên là phản ứng phức tạp (bậc ba).

(phương trình động học).
Phương trình tỷ lượng của phản ứng chỉ mô tả trạng thái đầu và cuối của phản ứng, không phản ánh sự
diễn biến của phản ứng. Còn phương trình động học có thể phản ánh cơ chế phản ứng một cách chung nhất.
Các hệ số tỷ lượng trong phương trình được đưa vào lúc cân bằng phương trình, trái lại các số lũy thừa (số
mũ) của nồng độ trong phương trình động học được xác định bằng thực nghiệm, nghĩa là phương trình động
học được xác lập bằng thực nghiệm, sau khi đã biết rõ cơ chế phản ứng.
Từ sự phân tích trên, chúng ta cần lưu ý rằng không thể dựa vào phương trình tỷ lượng mà rút ra
phương trình động học một cách máy móc, làm như vậy sẽ mắc sai lầm, ví dụ đối với hai phản ứng dưới đây:
Bài tập chương I
1. a) Tốc độ phản ứng, hằng số tốc độ phản ứng là gì?
b) Phân tử số phản ứng, bậc phản ứng là gì? Phân biệt hai khái niệm này.
c) Tốc độ phản ứng, hằng số tốc độ phản ứng phụ thuộc vào yếu tố nào?
2. Khi có chất phản ứng (tác chất) A, B tác dụng với nhau tạo ra sản phẩm X, Y ở nhiệt độ không đổi biểu
diễn phương trình tốc độ (phương trình động hóa học) và phương trình phản ứng (phương trình tỷ lượng
hay phương trình hợp thức) của phản ứng (nếu phản ứng là phản ứng đơn giản).
Sự khác nhau cơ bản giữa hai loại phương trình nói trên.
3. a) Tại sao trong trường hợp chung, không thế máy móc căn cứ vào phương trình phản ứng mà suy ra
phương trình tốc độ được. Trường hợp nào thì có thể suy trực tiếp phương trình tốc độ từ phương trình
phản ứng.
b) Cho các phản ứng đơn giản sau, viết phương trình tốc độ của từng phản ứng. Cho biết bậc (toàn phần)
và bậc (riêng phần) đối với chất phản ứng.
H
2
+ I
2
2HI
2NO + O

H
5
+ H
2
O
CHƯƠNG II
ÐỘNG HÓA HỌC CỦA PHẢN ỨNG ÐƠN GIẢN
I. PHẢN ỨNG ĐƠN
II. CÁC QUI LUẬT ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN

1. Phản ứng bậc 1

2. Phản ứng bậc hai
3. Phản ứng bậc ba

4. Phản ứng bậc n

5. Phản ứng bậc không
III. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ĐO TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG XÁC ĐỊNH BẬC VÀ HẰNG SỐ
TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
1. Phương pháp đo tốc độ phản ứng
2. Xác định bậc phản ứng

CHƯƠNG II
ÐỘNG HÓA HỌC CỦA PHẢN ỨNG ÐƠN GIẢN
I. PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN
Phản ứng đơn giản là phản ứng một chiều mà biến hóa của nó chỉ có một giai đoạn duy nhất, đi trực tiếp từ

+ 4t
1/2
= 7t
1/2
.

Hình 2.3: Chu kỳ bán hủy của phản ứng bậc hai
Hình vẽ cho ta thấy thời gian tổng quát diễn ra phản ứng bậc 2 lâu hơn phản ứng bậc 1, cũng tương tự như
thế, phản ứng bậc 3 lại lâu hơn phản ứng bậc 2. Bởi vì càng về sau thì phản ứng bậc 2 càng chậm hơn phản
ứng bậc 1.
Kết luận: phản ứng bậc càng cao thì diễn ra càng chậm.
=
Ðây là phương trình động học, của phản ứng bậc 1. Như vậy, đối với phản ứng bậc 2, khi sử dụng nồng độ
của chất này rất lớn hơn chất kia ( b >> a) thì phản ứng sẽ giảm từ bậc 2 xuống bậc 1, và bậc của phản ứng là
bậc đối với chất có nồng độ bé hơn (ở đây chất A). Trường hợp này gặ
p trong phản ứng thủy phân.
c. Thời gian bán hủy
Ðối với phản ứng bậc 2 của hai chất A và B có nồng độ ban đầu khác nhau, người ta không xác định được
thời gian bán hủy cho phản ứng mà chỉ xác định cho từng chất riêng rẽ, ví dụ: xác định thời gian bán hủy đối
với chất A. 3 Phản ứng bậc ba TOP



Từ đó, ta có thể kết luận: Phản ứng bậc 0 là phản ứng mà tốc độ v không thay đổi theo thời gian, còn nồng độ
chất phản ứng thay đổi theo quy luật tuyến tính với thời gian t.

Hình 2.5: Sự phụ thuộc (a) tốc độ phản ứng vào t;
(b) Nồng độ chất phản ứng vào t.