ĐỘNG HÓA HỌC 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

3. So sánh phân tử số và bậc phản ứng
4. Phản ứng bậc giả
5. Một số nhận xét
Bài tập chương I

CHƯƠNG I
MỞ ÐẦU
I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG HOÁ HỌC
Ðộng học hóa học là một bộ phận của hóa lý. Ðộng học hóa học có thể được gọi tắt là động hóa học.
Ðộng hóa học là khoa học nghiên cứu về tốc độ phản ứng hóa học. Tốc độ phản ứng hóa học bị ảnh
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


III. ĐỊNH LUẬT TÁC DỤNG KHỐI LƯỢNG
Ðối với phản ứng tổng quát (II) ở T = const Guldberg và Waage thiết lập biểu thức liên hệ giữa tốc độ
phản ứng với nồng độ chất phản ứng. Ðó là biểu thức của định luật tác dụng khối lượng.

Biểu thức (1.6) biểu diễn định luật cơ bản của động hóa học, nó mô tả ảnh hưởng của nồng độ lên tốc
độ phản ứng.
Theo cách mô tả ở trên, ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng là một hàm số nồng độ của một hoặc
một số chất phản ứng. Ðối với các loại phản ứng khác nhau dạng đường cong biểu diễn sự phụ thuộc này là
khác nhau.
k ở trong phương trình (1.6) là một hằng số ở nhiệt độ không đổi, nó đặc trưng động học cho phản ứng
cho trước. Nếu ta thu xếp cách biểu diễn nồng độ làm sao cho [A] = [B] = 1 mol/l thì v = k, vậy:
Hằng số tốc độ phản ứng là tốc độ phản ứng khi nồng độ các chất phản ứng bằng nhau và bằng đơn vị
(= 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.

4. Phản ứng bậc giả TOP
Ðối với phản ứng phức tạp, tốc độ phản ứng là một hàm số của nồng độ của một vài chất phản ứng. Sự
phụ thuộc phức tạp này gây khó khăn cho việc nghiên cứu thực nghiệm. Ðể làm cho sự phụ thuộc phức tạp
nói trên đơn giản hơn, người ta sử dụng khái niệm bậc giả. Nội dung cơ bản của vấn đề là tìm cách chuyển
cho tốc độ phản ứng là một hàm số chỉ đối với nồng độ chất nghiên cứu.
Trong thực tế, người ta thực hiện như sau:

Ở đây, nồng độ HCl là chất xúc tác, nên nồng độ của nó không thay đổi trong phản ứng. Còn nước là
dung môi, lượng của nó lớn nên lượng nước thay đổi trong phản ứng là không đáng kể, do đó thực tế nồng độ
của nước cũng không thay đổi, nghĩa là:

5. Một số nhận xét TOP
a) Ta có hai loại phương trình: phương trình tỷ lượng (phương trình hợp thức) và phương trình tốc độ
(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

4

RCOOR' + NaOH → RCOOR + R'OH
CH
3
COOH + C
2
H
5
OH → CH
3
COOC
2
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


Hình 2.2: Chu kỳ bán hủy phản ứng bậc 1
e. Áp dụng các qui luật động học của phản ứng bậc 1 cho quá trình phóng xạ: 2 Phản ứng bậc hai TOP

2.1 Trường hợp 1 (a = b) Nếu tính từ đầu t = 0 thì thời gian cần là:
3t
1/2
+ 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.
=
giảm bậc của phản ứng. Trường hợp này gặp trong thực tế đối với phản ứng thủy phân, giảm từ phản ứng bậc
hai xuống bậc một.
c. Thứ nguyên của k

4 Phản ứng bậc n TOP5 Phản ứng bậc không TOP
a. Ví dụ về phản ứng bậc không: Hình 2.4: Mô tả phản ứng bậc không