Tài liệu bàn về sự khác nhau giữa nhiệt động học và động học trong phản ứng hóa học. Nó nêu rõ các điều kiện cần thiết cho phản ứng xảy ra, bao gồm va chạm phân tử và năng lượng hoạt hóa, cũng như ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ và xúc tác đến vận tốc phản ứng. Ngoài ra, tài liệu cũng đề cập đến cân bằng hóa học và các yếu tố ảnh hưởng đến nó.

1. 1
• Chúng ta sử dụng nhiệt động hóa học (Chúng ta sử dụng nhiệt động hóa học (∆∆H,H, ∆∆S,S, ∆∆G) để dựG) để dự
đoán liệu phản ứng có xảy ra?đoán liệu phản ứng có xảy ra?
• Tuy nhiên, điều này không cho biết phản ứng xảy ra nhanhTuy nhiên, điều này không cho biết phản ứng xảy ra nhanh
hay chậmhay chậm
• ĐỘNG HỌC:ĐỘNG HỌC: môn khoa học nghiên cứumôn khoa học nghiên cứu vận tốc phảnvận tốc phản
ứngứng
CHƯƠNG 5: ĐỘNG HỌCCHƯƠNG 5: ĐỘNG HỌC

2. 2
HCHO +
NaHSO3

3. 3
Phản ứng đã xảy ra
Thời gian phản ứngThời gian phản ứng

4. 4
NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC VÀNHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC VÀ
ĐỘNG HỌCĐỘNG HỌC
Phản ứng hóa học gồm các loại sau:
1.Không ưu đãi về
mặt nhiệt động hóa
học (không tự xảy
ra)
2. Ưu đãi về mặt nhiệt
động (tự xảy ra),
nhưng không ưu đãi về
động học (xảy ra
chậm)
3. Ưu đãi về mặt nhiệt động (tự xảy
ra), ưu đãi về động học (xảy ra nhanh)

5. 5
Cát SiO2 sẽ không
phân hủy thành Si và
O2
Ví dụ: Không ưu đãi về mặt nhiệt động
học.

6. 6
Kim cương sẽ chuyển
hóa thành than chì,
nhưng phản ứng xảy ra
rất chậm
Ví dụ 2: Ưu đãi về nhiệt động học, nhưng
không ưu đãi về động học

7. 7
Đốt giấy trong
không khí tạo
thành tro
Ví dụ 3: Ưu đãi về nhiệt động học và động
học

8. 8
* Nhiệt động học xác định liệu
phản ứng có xảy ra hay không ?
* Động học xác định phản ứng
xảy ra nhanh như thế nào ?
= Vận tốc ?
TÓM LẠI

9. 9
Vận tốc phản ứng: biến thiên nồng độ tác chất
hoặc sản phẩm trong 1 đơn vị thời gian
* Vận tốc trung bình
V= ±
* Vận tốc tức thời
V= ±
VẬN TỐC PHẢN ỨNGVẬN TỐC PHẢN ỨNG
2 1
2 1
C C C
t t t
− ∆
=
− ∆
dC
dt

10. 10
• Xét phản ứng
aA + bB → cC + dD
[ ] [ ] [ ] [ ]






=





=





−=





−=
Δt
DΔ
d
1
Δt
CΔ
c
1
Δt
BΔ
b
1
Δt
AΔ
a
1
V
Biến thiên nồng
độ tác chất
Biến thiên nồng
độ sản phẩm

11. 11
© Boardworks Ltd 2003
Slower and slower
* Vận tốc phản ứng thay đổi theo thời gian phản ứng
* Bắt đầu nhanh sau đó vận tốc chậm dần đến một
thời điểm phản ứng dừng hẳn (khi tác chất hết)
Phần trăm phản ứng hoàn thành
0
nhanh
100
dừng
25
Chậm hơn
75
Rất chậm
Tácchất
Sảnphẩm

12. 12
Định luật tác dụng khối lượng
Xét phản ứng: aA + bB → sản phẩm
v = k[A]m
[B]n
k: hằng số vận tốc; phụ thuộc vào nhiệt độ và tác
chất
m, n: bậc phản ứng, xác định bằng thực nghiệm
“Vận tốc tỷ lệ thuận với nồng độ tác chất”

13. 13
Xét phản ứng: A + B + C → sản phẩm
Vận tốc phản ứng được đo ngay khi cho tác chất vào như
sau:
TN 1 2 3 4 bậc phản ứng
[A]o 0.100 0.200 0.200 0.100 3 từ TN 1 & 2
[B]o 0.100 0.100 0.300 0.100 2 TN 1, 2 & 3
[C]o 0.100 0.100 0.100 0.400 1 TN 1 & 4
v 0.100 0.800 7.200 0.400
Do đó 8 = 2x
log 8 = x log 2
x = log 8 / log 2
= 3
Giả sử v = k [A]x
[B]y
[C]z
0.800 k 0.2x
0.1y
0.1z
----- = ----------------------
0.100 k 0.1x
0.1y
0.1z

14. 14
Điều kiện xảy ra phản ứng hóa họcĐiều kiện xảy ra phản ứng hóa học
1. Các phân tử phải va chạm
2. Va chạm phải có đủ năng lượng tối thiểu
để phá vỡ liên kết cũ tạo liên kết mới
Năng lượng hoạt hóa: Ea

15. 15
Ea

16. 16

17. 17
THUYẾT VA CHẠM
Để phản ứng xảy ra, các tiểu phân phải va
chạm, tuy nhiên chỉ có tạo sản phẩm khi:
•Va chạm có năng lượng lớn hơn năng lượng
hoạt hóa, gọi là va chạm hữu hiệu Z
• Có hướng va chạm phù hợp
+ +
H2 O + HCl H3 O+
Cl-
+

18. 18
VD:VD: Phản ứng giữa phân tử NO và phân tử Cl2
Hướng không phù hợp
Hướng phù hợp

19. 19

20. 20
k = A e – Ea / R T
RT
Ea
epzk
−
= ..
Dựa vào thuyết va chạm hữu hiệu, vào năm
1880 Arrhenius đưa ra phương trình thể
hiện vận tốc phản ứng như sau
z: tần số va chạm
p: hằng số định hướng
Ea: năng lượng hoạt hóa
v = k[A]m
[B]n

21. 21
• Nồng độNồng độ
• Nhiệt độNhiệt độ
• Xúc tácXúc tác
Yếu tố ảnh hưởng đến vận tốcYếu tố ảnh hưởng đến vận tốc

22. 22
Nồng độ cao, các phân
tử gần nhau hơn
Tần số va chạm
nhiều hơn
Vận tốc tăng
NỒNG ĐỘ

23. 23
Nhiệt độNhiệt độ

24. 24
Hai ống nghiệm
chứa cùng loại
dung dịch

25. 25
Một ống cho thấy có phản ứng xảy ra

26. 26
Nhiệt độ
k = A e – Ea / R T
Hay ln k = (-Ea/R)(1/T) + ln A
Khi T ↑ ⇒ k tăng ⇒ vận tốc ↑

27. 27
Vận tốc quá trình trao đổi chất trong
cơ thể (tổng các phản ứng trong cơ
thể) tăng khoảng 7% khi nhiệt độ cơ
thể tăng 0,5o
C

28. 28
Chất xúc tác
Xúc tác: là tác nhân bên ngoài được thêm vào
nhằm làm tăng hoặc giảm vận tốc phản ứng
XÚC TÁCXÚC TÁC
ĐỒNG THỂ
Xúc tác cùng pha với tác chất
DỊ THỂ
Xúc tác khác pha với tác chất

29. 29
Xúc tác làm tăng vận tốc phản ứng bằng cách giảm
năng lượng hoạt hóa
E
Tiến trình phản ứng

30. 30
Bộ xúc tác
trong xe máy
Khói xe:
Oxi hóa

31. 31
TÓM LẠITÓM LẠI

32. 32
Phản ứng bất thuận nghịch
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Thời gian (phút) 0 0,5 1,5 2
Số mol HCl 1 0,4 0,1 0
Số mol NaOH 1 0,4 0,1 0
Số mol NaCl 0 0,6 0,9 1
Phản ứng bất thuận nghịch là phản ứng kết thúc
khi số mol 1 tác chất hoặc tất cả tác chất hết

33. 33
Phản ứng thuận ngịch
Phản ứng không xảy ra hoàn toàn, phản
ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau
COOH
OH
+ C2H5OH
H
+ COOC2H5
OH
+ H2O
Acid salicilic Etanol Etyl salicilat
Thời gian (phút) 0 60 120 180 240
Số mol acid salicilic 1 0,8 0,5 0,25 0,25
Số mol etanol 1 0,8 0,5 0,25 0,25
Số mol ester 0 0,2 0,5 0,75 0,75

34. 34
CÂN BẰNG HÓA HỌC
Trạng thái tại đó vận tốc phản ứng thuận
bằng vận tốc phản ứng nghịch (nồng độ
không đổi theo thời gian) hay ΔG =0
Cân bằng hóa học được đặc trưng
bởi hằng số cân bằng K

35. 35
aA + bB ⇔ cC + dD
c d
a b
[C] [D]
[A] [B]
cK =
Tại thời điểm cân bằng
Kc: hằng số cân bằng
Xét phản ứng:
CÂN BẰNG HÓA HỌC

36. 36
2 SO2(k) + O2(k) ⇔ 2 SO3(k)
* Với các chất khí, hằng số cân bằng có
thể tính theo biểu thức Kp
=
PSO3
2PSO2
PO2
2
Kp
Kp: hằng số cân bằng

37. 37
Phản ứng
N2 (k) + 3H2(k) ⇔ 2NH3 (k)
2HI (k) ⇔ H2 (k) + I2 (k)
2SO2 (k) + O2 (k) ⇔ 2SO3 (k)
cK
2
3
3
2 2
[NH ]
[N ][H ]
cK =
2 2
2
[H ][I ]
[HI]
cK =
2
3
2
2 2
[SO ]
[SO ] [O ]
cK =
pK
3
2 2
2
NH
3
N H
p
p
K
p p
=
2 2H I
2
HI
p
p p
K
p
=
3
2 2
2
SO
2
SO O
p
p
K
p p
=
Ví dụ:

38. 38
( ) n
cP RTKK
∆
=
Quan hệ giữa các hằng số cân bằng
∆G0
= - RT lnK = - 2.003 RT lgK
Trong biểu thức của Kp và Kc không
tính các chất rắn

39. 39
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
CÂN BẰNG HÓA HỌC
“tác chất” “sản phẩm”
Nguyên lýNguyên lý Le Chatelier:Le Chatelier:
Khi tác dụng từ ngoài
vào hệ cân bằng = thay
đổi một điều kiện nào đó
quyết định vị trí cân
bằng, cân bằng của hệ sẽ
dịch chuyển về phía làm
giảm hiệu quả tác dụng
đó

40. 40
Thay đổi nồng độ tác chất hoặc sản phẩm
Nếu giảm nồng độ sản
phẩm (tương tự lấy bớt
nước khỏi nhánh bên
phải ống) phản ứng sẽ
dịch chuyển sang bên
phải cho tới khi cân
bằng được thiết lập
“tác chất” “sản phẩm”

41. 41
Nếu tăng nồng độ tác chất (tương tự việc đổ
thêm nước vào nhánh bên trái) phản ứng sẽ
dịch chuyển sang phải cho đến khi cân bằng
được lập lại.
“tác chất” “sản phẩm”

42. 42
Ảnh hưởng của Nhiệt độ
* Với phản ứng tỏa nhiệt tăng nhiệt độ
phản ứng sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch
(chiều thu nhiệt)
* Với phản ứng thu nhiệt tăng nhiệt độ
phản ứng sẽ dịch chuyển theo chiều thuận
(chiều thu nhiệt)
A ⇔ B ∆H<0
A ⇔ B ∆H>0

43. 43
Co(H2O)6
2+
(dd) + 4 Cl-
(dd) CoCl4
2-
(dd) + 6H2O(l) ∆H > 0
Hồng Xanh

44. 44
ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT
* Khi tăng áp suất, cân bằng dịch
chuyển theo chiều làm giảm số phân
tử khí
* Nếu số phân tử khí tác chất và sản
phẩm bằng nhau, cân bằng không bị
ảnh hưởng bởi áp suất