ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
ψ
Bài giảng môn
ĐỘNG HOÁ HỌC
(Lưu hành nội bộ) PHẠM HỮU HÙNG
Đà Nẵng, 1/2007
Gia tc phn ng và ái lc hoá hc không có mt quan h ơn tr nào. Nhng phn
ng có ái lc mnh có th din ra chm, thm chí rt chm.
Ví d: Phn ng 2H
2
(k) + O
2
(k) = 2H
2
O (k) có G
o
298
= -228,2KJ/mol, 25
o
C phn ng
hoàn toàn không xy ra. Khi nâng nhit lên 200
o
C phn ng xy ra vn chm, nhưng khi
nâng nhit lên 700
o
C phn ng xy ra tc khc dưi dng n.
2.2 Điều kiện động hoá học:
V mt ng hoá hc, kh năng thc hin mt phn ng ưc c trưng bng năng lưng
hot hoá ca nó. ó là khái nim ưc Anrhenius ưa ra năm 1889. Năng lưng hoat hoá là
năng lưng dư ti thiu so vi năng lưng trung bình ca h mà các phân t tương tác phi có
s tương tác ca chúng xy ra phn ng thc s (tc là vưt qua ưc hàng rào th
năng ngăn cách trng thái u và trng thái cui).
Khi to nhng iu kin thích hp (nâng t
o
, xúc tác, ánh sáng…) vưt qua tr ngi
ng hc thì phn ng mi xy ra ưc.
6
H
5
NO
2
+ H
2
O .Phn ng này xy ra khi HNO
3
c, khi
C
6
H
5
NO
2
và H
2
O xut hin làm cho HNO
3
không còn c na lúc ó phn ng dng li
mc dù vn còn C
6
H
6
và HNO
3
(ã b loãng do sinh ra nưc ).
3.4. Phản ứng đồng thể, đồng pha, dị pha:
- H hoá hc ng th: Là h ch gm mt pha duy nht trong sut thi gian phn ng. H
S 4. .r 3
V 4 3. .r r
π
= =
π
→ T s S/V t l nghch vi bán kính. Nu r gim 10 ln
thì t l S/V tăng 10 ln. Khi dùng hai bình cu có r khác nhau (cùng loi vt liu) mà thy
tc phn ng có thay i thì có th kt lun ít nht mt phn phn ng din ra trên thành
bình.
- Cũng tin hành thí nghim th nht vi bình ã chn và thí nghim th hai cũng vi bình
ó nhưng cho thêm nhiu cc nh, que nh có vt liu như bình phn ng. Khi ó tit din b
mt tip xúc tăng lên (có khi hàng trăm ln). Nu hai thí nghim có tc V không thay i
thì thưng có th chp nhn rng nhit ã cho phn ng nghiên cu là hoàn toàn ng
th.
4. Tốc độ phản ứng ở nhiệt độ không đổi:
4.1 Định nghĩa:
' ' ' '
1 1 2 2 1 1 2 2
A A A A
γ + γ → γ + γ
- Tc trung bình:
i
i
A
A
N
V
t
∆
i
dN
V
dt
= +
(Cht tham gia và sn phm) (2)
- Tc phn ng khi có tính n th tích:
i
i
A
A
dN
V
Vdt
= −
;
A'i
A'i
dN
V
Vdt
= +
(3)
Do
N
C
V
=
= nng nên khi V = const thì (3) tr thành:
i
[A ]
,
'
i
[A ]
).
Khi ó:
[
]
i
i
A
d A
V
dt
= −
;
'
i
'
i
A
d A
V
dt
= +
1 2
γ γ
+ +
gi là
phân t s, ng thi cũng là bc ca phn ng (bc t lưng hay bc thc). Nu tng ó
bng 1 thì gi là phn ng ơn phân t hay phn ng bc 1; nu bng 2 thì ó là phn ng
lưng phân t hay phn ng bc 2….(ch phn ng ơn gin mi s dng khái nim phân t
s: ơn phân t, lưng phân t, tam phân t…).Vi phn ng phc tp không dùng khái nim
phân t s mà dùng khái nim bc ng hc. Khái nim này c trưng cho s ph thuc thc
nghim vĩ mô ca tc phn ng vào nng , còn khái nim phân t s là khái nim hoàn
toàn lý thuyt c trưng cho cơ ch lý thuyt vi mô ca các quá trình sơ cp ca phn ng
phc tp. Các quá trình sơ cp này ch có th là ơn phân t, lưng phân t hoc him hơn là
tam phân t.
5.2 Phản ứng có bậc động học:
Mt phn ng 1 chiu T = const có dng ưc
' ' ' '
1 1 2 2 1 1 2 2
A A A A
γ + γ → γ + γ
gi là có bc
ng hc xác nh khi và ch khi tc ca phn ng ca nó xác nh t thc nghim có dng
1 2
1 2
n n
A A
V k.C .C
=
i vi phn ng ng th trong pha khí hoc dung dch có V = const thì:
i
dC
1
V . k.C .C
dt
−
= =
γ
(6)
Hng s tc : theo phương trình
i
1 2
1 2
A
n n
A A
i
dC
1
V . k.C .C
dt
−
= =
γ
.
Khi
1 2
A A
C C 1
= =
dC
1
k .
C .C dt
= −
Vì
1
A
dC 0
<
nên
1
A
dC 0
− >
. Hng s k có th nguyên:
( ) ( ) ( )
( )
1 2 1 2
1
1
1 1
n
n n n n
Nång ®é Nång ®é
. . C .t
Thêi gian Thêi gian
Nång ®é Nång ®é Nång ®é
−
hoc mol/lít.
ơn v o hng s tc ca phn ng
ơn v nng Phân t/cm
3
Mol/cm
3
Mol/lít
Phn ng bc 1 S
-1
S
-1
S
-1
Phn ng bc 2 cm
3
.(phân t)
-1
.S
-1
cm
3
.mol
-1
.S
-1
l.mol
-1
.S
-1
1.1. Định nghĩa: Phn ng mt chiu có bc ơn gin là mi phn ng mt chiu bt kỳ, k
c các phn ng phc tp có cơ ch dây chuyn hay không dây chuyn, trong pha khí hay
trong dung dch có bc toàn phn ưc xác nh bi thc nghim là mt s nguyên dương,
bng 1, 2 hoc 3.
1.2. Dạng phản ứng và phương trình động học:
γA → sn phm (γ = 1,2,3 là h s t lưng)
Phương trình ng hc:
A
n
A
dC
k.C
dt
−
=
(n là bc ca A ng thi là bc toàn phn ca
phn ng).
2. Phản ứng bậc 1:
2.1. Một số ví dụ: CH
3
N
2
CH
3
→ C
2
H
6
+ N
2
V 0
=
t ≠ 0
−
a x
x
→ vn tc
1
dx y
V k (a x)
dt x
∆
= = −
∆
→
1
dx
k dt
a x
=
−
∫ ∫
→
ln(a x) kt C
− − = +
(*) .Trong ó C là hng s tích phân.
Tìm hng s tích phân C bng cách t iu kin u ti t = 0, x = 0 suy ra C = - lna. Thay
τ
.
1/2
1 1 1
1 a ln2 0,693
ln c t
k a / 2 k k
τ = = = =
ons
(9)
t
ln(a-x)
tgα=k
1
Nhn xét: Thi gian na phn ng không ph thuc vào nng ban u. ây là c
trưng quan trng mà phn ng bc 1 mi có.
* Cách xác nh hng s tc k
1
bng phương pháp th.
Chuyn phương trình (7) v dng :
1
lna ln(a x) k t
− − =
hay
1
ln(a x) ln a k t
− = −
dt dt
−
= − = = −
(1)
- Trưng hp C
A
≠ C
B
(a≠ b). Khi ó
2
d(a x) dx
V k (a x)(b x)
dt dt
−
= − = = − −
(2)
Khi a = b thì (2) → (1).
Ví d phn ng : CH
3
COOC
2
H
5
+ NaOH → CH
3
COONa + C
2
H
5
OH
+ Khi C
A
= C
B
= a.
Ta có:
2
2
d(a x) dx
V k (a x)
dt dt
−
= − = = − →
x t
2
2
0 0
dx
k dt
(a x)
=
−
∫ ∫
Theo công thc tích phân:
x
n n 1
o
dx 1
(a x) (n 1)(a x)
≠ C
B
:
2
d(a x)
k (a x)(b x)
dt
−
− = − −
. gii phương trình
này ta phân ly bin s, ly tích phân:
x
2
o
dx
k C
(a x)(b x)
= +
− −
∫
Sau mt s bin i ta có:
2
1 b(a x)
ln k t
a b a(b x)
−
=
− −
→
lna
kt
a x
=
−
và ngưi ta nói phn ng có bc 1 gi.
Ví d: Phn ng thu phân Sacaro C
12
H
22
O
11
+ H
2
O → C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12
O
6
. Nu trong
phn ng ly [H
2
O]>>[Sacaro] thì phn ng xy ra theo qui lut ng hc bc 1.
1
2
b a
γ
≠
γ
thì phương trình ng hc có dng:
1
2
2
( )
( )( )
γ
γ
−
− = = − −
d a x dx
k a x b x
dt dt
.
Khi γ
1
= γ
2
= 1 thì phương trình này tr li (1).
Ví d: C
2
H
4
= C
C
).
Khi ó
3
3
d(a x)
V k (a x)
dt
−
= − = −
. Thc t hu như không gp phn ng loi này.
b). 2A + B → sn phm (C
A
= C
B
≠ C
C
).
Khi ó
2
3
dx
V k (a 2x )(b x)
dt
= = − −
(3’)
Nu nng ca A và B là t lưng tc là a/2 = b thì phương trình li tr li bc 3 và có
dng như trưng hp C
A
).
Nu nng u ca a, b là t lưng tc là a/b = 2/1 hoc b = a/2 thì phương trình
trên tr v trưng hp u C
A
= C
B
= C
C
và
3
3
dx
V k (a x)
dt
= = −
.
α
2
1
(a x )
−
2
1
a
t
V k (a x)
dt
−
= − = −
.
Tích phân ta có:
x t
3
3
o 0
dx
k t
(a x)
=
−
∫ ∫
→
3
3 2
dx 1
k t C
(a x) 2(a x)
= = +
− −
.
Khi t = 0, x = 0 thì C = 1/2a
2
. Vy
3
2 2
2
1
f(t)
(a x)
=
−
ta có: b). Trưòng hp phương trình có dng:
2
3
dx
k (a 2x )(b x)
dt
= − −
. Phân ly bin và ly tích phân ta
có:
3
2
1 (2b a)2x b(a 2x)
k t ln
(2b a) (a 2x)a a(b x)
− −
= +
− − −
.
− −
Phương trình này có dng bc 2 và ngưi ta nói trưng hp này là phn ng bc 2 gi.
- Nu 2 trong 3 cht có nng ln hơn nhiu cht còn li. Ví d c >> a; b>> a thì khi ó
c-x ≈ c; b-x ≈ b thì phương trình phn ng bc 3 s có dng:
3
dx
k .b.c(a x)
dt
= −
. t
'
3 3
k .b.c k
=
ta có:
3
'
dx
k (a x)
dt
= −
. Ngưi ta gi ây là phn ng
bc 1 gi.
5. Phản ứng bậc không:
Loai phn ng có tc không ph thuc vào nng cht phn ng. Ví d phn ng
thu phân este khó tan trong nưc, nu dư este trong quá trình phn ng luôn có mt lp
este thì trong quá trình phn ng s tiêu th este trong lp nưc luôn ưc b sung bi lp
este dư.Hoc phn ng quang hóa, phn ng xúc tác…u thuc vào loi phn ng bc không
= C
B
= C
C
= … = C
n
thì phn ng tr v
trưng hp (1). Khi ó:
n
n
dx
k (a x)
dt
= −
. Phân ly bin s và ly tích phân ta có:
n
n
dx
k dt
(a x)
=
−
∫ ∫
hay
n
n 1
1
k t C
(n 1)(a x)
2 1
(n 1)k a
−
−
−
τ =
−
.
Như vy thi gian bán hu t l nghch vi
1
n
a
−
hoc
n 1
1/2
a c t
−
τ =
ons
.
7. Phản ứng bậc phân số: 1/2; 3/2; 5/2 là nhng phn ng phc tp, thưng là cơ ch dây
chuyn có s tham gia ca gc t do. Thưng gp là 1/2; 3/2; còn 5/2 ít gp hơn.
Ví d : CO + Cl
2
→ COCl
2
có bc 1 vi CO, bc 3/2 vi Cl
2
.
→
1/2 1/2
1 1
kt 2
(a x) a
= −
−
→
(
)
1/2
1/2
2 2 1
ka
−
τ =
8. Động học các phản ứng phức tạp:
Các phn ng thun nghch, song song, ni tip u theo nguyên lý din bin c lp,
riêng bit, không ph thuc vào các phn ng thành phn khác. Bin i tng quát ca c h
là tng i s các bin i c lp. ây ta tìm cách xác nh hng s tc ca phn ng
thành phn.
8.1. Phản ứng thuận nghịch:
Là phn ng 2 chiu thun và nghch xy ra ng thi, c lp.
- Phn ng thun nghch và hng s cân bng: Xét phn ng xy ra T = const
γ
A
[
]
[
]
[
]
[
]
A B C D
T N T N
V V V k A B k C D
γ γ γ γ
= − = −
Khi V
1
=
V
2
thì:
[
]
[
]
[
]
[
]
A B C D
4
NCS (NH
2
)
2
CS (aminothioxianat thioure).
S ng phân hoá Cis-Trans ca hơi Stirylxianua 200
o
C.
C
6
H
5
CH
CHNC
C
6
H
5
CH
HC CN
1
2
k
k
A B
⇀
↽
1
– V
2
= 0.
t = ∞ ta có x = x
∞,
lúc ó
1 2
k (a x ) k (b x )
∞ ∞
− = +
→
1
2
k b x
k
k a x
∞
∞
+
= =
−
(2)
tìm tr ca k
1
và k
2
ta bin i phương trình(1) thành:
1 1 2 2 1 2 1 2
≠ 0 nên
1 2
1 2
k a k b
x
k k
∞
−
=
+
(4)
Chia c t và mu cho k
2
ta có:
1
a
2
1
b
2
k
a b
k b
k
x
k
k 1
1
k
2
riêng r thì ta lp h phương trình:
1 2
1
2
x1
k k ln
t x x
k
k
k
∞
∞
+ =
−
=
Mun nghiên cu phn ng thun nghch phi xác nh ưc k, k có th xác nh bng
thc nghim.
Trong trưng hp ch có A, chưa có B khi ó b = 0 nên t (5) ta có:
ka
+ −
=
− −
- Nu có phn ng thun nghch dng:
A + B
'
k
k
→
←
C + D
Thì
( ) ( )
cb cb cb cb
cb cb
x (a 2 ) a
k ln
2at a x a x
x x x
x
− +
=
− −
2. Các phản ứng song song:
Là h hoá hc có th bin i theo nhiu hưng khác nhau cho nhiu sn phm ging
nhau hoc khác nhau, mi hưng ca phn ng có th là phn ng thun nghch hoc là phn
ng 1 chiu. Nu phn ng c lp và xut phát ng thi t cùng 1 cht gi là phn ng
H
5
OH
C
2
H
4
+ H
2
O
CH
3
CHO + H
2
OH
+ HNO
3
OH
OH
OH
NO
2
NO
2
NO
2
(orto)
(meta)
(para)
= =
= =
(1)
Theo nguyờn lý din bin c lp:
1 2
1 2
dx dx
V V V
dt dt
= + = +1 2 1 2
dx
V k (a x) k (a x) (k k )(a x)
dt
= + = + =
(2)
Cú th vit gn:
dx
V k(a x)
dt
= =
cú dng nh phng trỡnh bc 1.
1 2
2
k
x x C
k
= +
ti t = 0, x
1
= x
2
= 0 nờn C = 0
Vy :
1 1
2 2
x k
const
x k
= =
Bng thớ nghim ta xỏc nh c x
1
ca B v x
2
ca C thi im t bt k v do ú tớnh
c
1
1 2
2
k
(k k )
dx
k (a x) (a)
dt
dx
k (a x) (b)
dt
dx
k (a x) (n)
dt
= −
= −
= −
Tc bin i ca A theo n hưng là:
1 2 n
1 2 n
dx dx dxdx
(k k k )(a x) k(a x)
dt dt dt dt
= + + + = + + + − = −
Tính tích phân ta có:
1 2 n
a
kt (k k k )t ln
a x
= + + + =
−
+ C
2
H
5
OH
COOC
2
H
5
COONa
+ NaOH
COONa
C
O
O
N
a
+ C
2
H
5
OH
Loi phn ng này vai trò ca hp cht trung gian khá rõ rt. Là loi phn ng khá ph
bin trong t nhiên. Ví d: phn ng oxy hoá các hp cht hu cơ. Cơ ch ca phn ng ưc
H.A.SILOP nghiên cu khá chi tit. Quy lut ng hc ca loi phn ng này khá phc tp,
do vy ây ta ch nghiên cu trưng hp ơn gin gm 2 giai on: A → B → C. Ví d:
phn ng xà phòng hoá etyloxalat.
i vi phn ng dng tng quát:
2 1 2
d(x y)
V k (a x) k (x y)
dt
−
= = − − −
(2)
Tc to thành sn phm cui cùng:
3 2
dy
V k (x y)
dt
= = −
(3)
Gii h phương trình (1), (2), (3) ta thu ưc nng cht trung gian là:
1 2
k t k t
1
2 1
ak
(x y) (e e )
k k
− −
− = −
−
(4)
Nng ca sn phm:
o hàm (4) theo t ta có:
(
)
d x y
0
dt
−
=
suy
ra
1 2
max
1 2
ln k ln k
t
k k
−
=
−
thay vào (4) ta ưc:
[ ]
1 max 2 max
k t k t
max
2
1
a
B e e
m u
n
[B]
[A]
[C]
t
lg
τ
1/2
tg
α
= -(n-1)
n = 1-tg
α
- Nu
1
f(t)
a x
=
−
cho ưng thăng thì ó làph n ng bc 2
- Nu
2
1
−
= − −
−*/ Nu cùng mt cht nhưng ly hai nng ban u khác nhau C
01
, C
02
thì ta có th xác nh
ưc bc phn ng
Vì:
n 1
0
1/2 1
n
n 1
0
1/2 2
n
2 1
lg
τ lg (n 1)lgC (a)
(n 1)k
2 1
lg
τ lg (n 1)lgC (b)
(n 1)k
−
−
4> Phương pháp Van Hốp:
Khi nng các cht ban u tham gia phn ng bng nhau thì tc phn ng x là:
V = k(a-x)
n
Xác nh tc V
1
và V
2
bng các nng tương ng là (a-x
1
) và (a-x
2
) ta suy ra:
⇒
−=→−=
−=→−=
)xnlg(algV)x(aV
)xnlg(algV)x(aV
22
n
22
11
n
11
5> Phương pháp cô lập (phương pháp dư):
Nu phn ng có nhiu cht tham gia và tc phn ng tính dng:
CCCkV
l
C
m
B
n
A
=
Bc tng cng ca phn ng là : N = n + m + l +
Ta phi xác nh n, m, l, Mun xác nh n phi ly [B], [C] >>[A]. Khi ó tc phn
ng thc t ch ph thuc vào [A] do ó ta xác nh n theo các phương trình nêu trên.
Mt cách tương t xác nh m, l, T ó ta có bc ca phn ng N = n + m + l + §7 ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG.
NĂNG LƯỢNG HOẠT HOÁ
1. Mở đầu:
Thc nghim cho thy s ph thuc ca V vào T là khác nhau i vi nhng phn ng
khác nhau.
- a s phn ng nhit (I) tc tăng theo quy lut hàm mũ
theo s tăng nhit
- Dng sau ây phn ng kt thúc bng s n (II) bt u t a
(im bc cháy) phn ng tăng t ngt on (ab)
- Dng (III) quan sát thy trong mt s phn ng xúc tác
enzim và xúc tác hyrô hoá tc phn ng tăng n cc i ri
+
= = ÷
gi là h s nhit ca tc phn ng. Quy tc này ch áp dng ưc
khi khong nhit bin thiên < 100
0
C.
* Các phản ứng tuân theo quy tắc Van Hốp:
2NOCl → 2NO + Cl
2
có γ = 2 ÷ 4 350 ÷ 400
0
CH
3
COCH
3
+ I
2
→ CH
3
COCH
2
I + HI γ = 2 30 ÷ 50
0
Các phn ng có γ < 2:
2SO
2
+ O
2
→ H
2
O + 1/2O
2
trên xúc tác Pt có γ = 1,28
Phn ng có γ > 4 là nhng phn ng nhy vi t
0
.
(COO)
2
K + Br
2
→ 2CO
2
+ 2KBr có γ = 6 nu thay Br
2
= I
2
thì γ = 7,2
Như vy nu tăng nhit lên n.10
0
thì:
T
kT n10
γ
k
+
=
Phương trình này ưc Arêniut có th ưc vit các dng khác nhau:
2 2
ln
a
E
d k B
dT T RT
= =
(dng vi phân)
ln ln
a a
E E
k C A
RT RT
= + = − +
(dng tích phân)
Hoc
ln
a
E
k
A RT
= −
hay
a
k
=
(3)
Sơ bên cho thy phn ng thun và nghch xy ra u phi
vưt qua hàng rào năng lưng E
1
hoc E
2
. chênh lch
năng lưng gia trang thái u và trng thái cui :
1 2
U Q E E
∆ = = −
(4)
Là hiu ng nhit ca quá trình.
Theo nhit ng hc :
2
ln
.
d K U
dt RT
∆
= (5)
(A+B)
(C+D)
E
*
. .
d k d k E E
dT dT RT RT
− = − (6)
Phương trình (6) có th ưc vit li :
1 1
2
ln
ons
.
d k E
c t
dT RT
= + và
2 2
2
ln
ons
.
d k E
c t
dT RT
= +
Thc nghim cho bit trong s gn úng th nht const = 0, vì vy nu b ký hiu ta s có
biu thc chung :
2
ln
.
d k E
>
. Vy khi tăng nhit thì tc phn ng
tăng.
Trong phương trình:
Ea RT
k Ae
−
= . Tha s A ưc chp nhn là hng s không ph thuc
vào T (trong s gn úng th nht).Trong nhng nghiên cu lý thuyt v V theo thuyt va
chm cũng như thuyt phc hot ng ngưi ta thy rng A trong phương trình Arêniút ph
thuc vào nhit và A là hàm ca T dng A = A’.T
m
, suy ra '
m Ea RT
k A T e
−
= .
Trong ó: A’ là hng s không ph thuc vào nhit . m là mt s nào ó tuỳ thuc vào
dng ca lý thuyt và bn cht ca phn ng hoá hc . Ví d theo thuyt va chm, i vi
phn ng lưng phân t thì m=1/2. Khi ó phương trình chính xác hơn biu th s ph thuc
ca k vào phn ng ( dng I) có th ưc vit: K=A
,
T
m
.e
-E/RT
.Trong ó E ưc gi là năng
lưng hot hóa thc ca phn ng. Khi ly logarit hóa 2 v ri o hàm theo T ca phương
trình trên ta có :
2 2
, A
’
=const, do ó trong s gn úng th nht, có th b qua s ph
thuc yu ca A vào T và chp nhn như trong phương trình Areniuts, A=const không ph
thuc vào T( khi E
a
khá ln và T<1000K) thì K ch ph thuc mnh vào T qua hàm mũ e
-Ea/RT
4. Năng lượng hoạt hóa thực và biểu kiến
i vi phn ng ơn gin, i lưng E có ý nghĩa là năng lưng hot hóa thc. ó là
năng lưng dư ti thiu mà phân t cht phn ng cn t ưc phn ng có th xy ra, là
cao ca hàng rào năng lưng ca phn ng. Trên gin mc 3:
E
I
: năng lưng ca các cht phn ng (A+B)
E
II
: năng lưng ca các cht sn phm (A+B)
E
*
: năng lưng ca các cht trng thái hot ng
E
1
=E
*
-E
I
: năng lưng hot hóa ca phn ng thun
E
2
2
. .
b b NOCl NO
V V k C C
= =
Mc khác do giai on a nhanh nên xem như giai on này nm trng thái cân bng :
2
2 2
2
. .
.
NOCl
a NOCl a NO Cl
NO Cl
C
K C K C C
C C
= → =
Vy :
2 2
2 2
. . . . .
b b a NO Cl NO Cl
V V k K C C k C C
= = =
Do vy ta vit li giai on a :
1
2
b
E
E E
E
RT RT RT RT
= + −
hay E = E
b
+ E
1
– E
2
ây : E
b
, E
1
và E
2
là năng lưng hot hóa thc ca phn ng cơ bn. Còn E là năng
lưng hot hóa biu kin ca phn ng tng cng.
5. Hiệu ứng bù trừ
Trong phương trình
.
E
a
RT
k Ae
−
= thì E và A là hai i lưng c trưng ca phn ng. Gi
2
10 4
1
2
.
5.10
.
E
RT
E
RT
k Ae
e
k
Ae
−
−
= ≈ ≈
Kt qu cho thy mt s chênh lch dù không ln lm ca năng lưng hot hóa cũng dn n
mt s khác bit rt ln ca hng s tc . Tuy nhiên thc nghim cho thy trong nhiu
trưng hp, hai phn ng có tc không chênh lch nhau my mc du năng lưng hot hóa
ca chúng rt khác nhau. Hin tưng này ch có th gii thích nu gi thuyt hai i lưng A
và E ca nhng phn ng so sánh là ng bin (có nh hưng trái ngưc nhau), c th :
- i vi phn ng có E ln, áng l tc phn ng chm, nhưng vì A cũng ln nên
tc không quá chm
- Ngưc li vi phn ng có E nh, áng l tc phn ng phi nhanh nhưng vì A
nh nên tc không th quá nhanh.
Quan h gia A và E bù tr ln nhau.
T các s liu thc nghim ngưi ta xác nh ưc h thc kinh nghim sau :
E = αlnA + β
a) Phương pháp tĩnh:
Là phương pháp tin hành trong h kín vi V = const và xác nh s bin thiên nng
cht tham gia phn ng hoc sn phm theo thi gian nhit ã cho. Nu phn ng xy ra
gia hai cht thì chúng phi ưc ưa ng thi vào phn ng, thi gian trn ln phi nh
hơn rt nhiu thi gian bán hu ca chúng. Nu ch có cht tham gia thì lúc u gi nhit
thp ( cho phn ng không xy ra) sau ó ưa nhanh ti nhit phn ng. Thành bình
phn ng phi trơ i vi các cht (thu tinh hoc thép không r)
S thay i nng theo t có theo dõi trc tip hoc gián tip.
- Ví d trc tip: S thay i áp sut (phn ng trong pha khí có s bin thiên s mol).
Phân tích thành phn hoá hc các thi im khác nhau ca các mu.
- Ví d gián tip: o các thông s vt lý t l vi nng ca h như mt quang,
nht, quay cc, dn,
Kt qu ưc biu din lên th nng - thi gian - ưng biu din ưc gi là ưng
cong ng hc, dc ca tip tuyn vi ưng cong ng hc ti thi im t (
dC
V
dt
= )
chính là tc phn ng.
b) Phương pháp dòng:
Là phương pháp tin hành trong h m bng cách cho mt dòng liên tc các cht phn ng
qua bình phn ng vi tc không i. Cht phn ng có th i qua 1 ln (dòng 1 chiu)
hoc nhiu ln (dòng tun hoàn) ng hc. Phương pháp dòng phc tp nên ây ch trình
bày sơ lưc.
- Xét phn ng A B xy ra trong th tích V. Bng phn ng
nhân cht phn ng A vi nng a, tc dòng vào U, u ra
ca bình dòng vn là U, còn nng a ã gim mt lưng là x
do ã chuyn thành B. Do ó ta có cân bng vt cht:
n
Uadt U(a dx)dt dvk(a x) dt
− − = −
Suy ra
n
Uadt U(a dx)dt k(a x) dvdt
− − = − (5)
Phân ly bin s và tích phân (5) ta có:
a v
n
0 0
dx k
dv
(a x) u
=
−
∫ ∫
U
V
U
dV
U
a
1
a
2
1