Tài liệu Giáo trình hoá lý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
GIÁO TRÌNH HOÁ LÝ


DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH MÔI TRƯỜNG


TRẦN KIM CƯƠNG - 2002


http://www.ebook.edu.vn


Giáo trình Hoá lý dùng cho SV ngành Môi trường - 2 -


Phần I. ĐỘNG HÓA HỌC.


CHƯƠNG I. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN.


I. Tốc độ của phản ứng hóa học:


1. Định nghĩa:


Tốc độ của phản ứng hóa học là biến thiên nồng độ của một chất đã cho (chất
tham gia phản ứng hoặc sản phẩm phản ứng) trong một đơn vị thời gian.


2. Các cách biểu diễn tốc độ phản ứng:


a. Biểu diễn tốc độ phản ứng theo nồng độ của chất tham gia phản ứng :


Xét phản ứng : A1 +A2 →sp


C
,
Ở thời điểm t1 C1,A1 1,A2


Ở thời điểm t C
2, C2,A1 2,A2


_ _
ư C ưC ∆C ư C ưC ∆C
( , , ) ( , , )
2 A1 1 A1 A1 2 A2 1 A2 A2
Ta có : v =ư (I-1), v =ư (I-2).
t ưt ∆t t ưt ∆t
2 1 2 1


Sở dĩ có dấu trừ đằng trước ở (I-1,2) là vì khi t > t thì C < C , cũng như C <
2 1 2,A1 1,A1 2,A2


C .
1,A2


_ ∆C
A
i
Tóm lại, v =ư (I-3).
∆t


_


Khi ∆t →0 thì tốc độ trung bình ( v ) sẽ tiến đến tốc độ thực (v), tức là
dC
A
i
v =ư (I-4).
dt
b. Biểu diễn tốc độ phản ứng theo nồng độ của chất sản phẩm phản ứng:


Xét phản ứng: A +A →A / +A /
1 2 1 2


C
,
Ở thời điểm t1 / C /
1,A1 1,A2


C
,
Ở thời điểm t2 C / /
2,A1 2,A2


C ưC ∆C
_
C ưC ∆C
_
2,A/ 1,A/ A/ 2,A/ 1,A/ A/
1 1 1 2 2 2
Ta có: v (I-5), v (I-6).
t ưt ∆t t ưt ∆t
2 1 2 1


∆C
_ /
A
Tóm lại, v i ( I-7 ).
∆t


dC /
Ai
Tương tự như trên, ta suy ra: v (I-8).
dt


Thạc sĩ Trần Kim Cương http://www.ebook.edu.vn Khoa hoá học


Giáo trình Hoá lý dùng cho SV ngành Môi trường - 3 -


c. Kết luận:


_ ∆C dC
v m (I-9) và v m (I-10).
∆t dt


Chú ý: Dấu trừ đằng trước ở các biểu thức trên nếu biểu diễn theo chất tham
gia phản ứng; dấu cộng đằng trước ở các biểu thức trên nếu biểu diễn theo
chất sản phẩm phản ứng.
d. Ghi chú:


/ / / /
Giả sử ta có phản ứng: ν A +ν A +L→ν A +ν A +L
1 1 2 2 1 1 2 2


1 dCA 1 dCA 1 dCA/ 1 dCA/
1 2 1 2
thì v ư ư L / / L (I-11).
ν dt ν dt ν dt ν dt
1 2 1 2


II. Sự phân loại động học các phản ứng hóa học:


Về phương diện động học, người ta chia các phản ứng hóa học theo phân tử số
hoặc theo bậc phản ứng.


1. Phân tử số của phản ứng:


a. Định nghĩa:


+ Phân tử số của phản ứng là số phân tử tương tác cùng một lúc với nhau và do
tương tác đó mà gây nên phản ứng.


+ Theo phân tử số, người ta chia các phản ứng thành phản ứng đơn phân tử, lưỡng
phân tử và tam phân tử, tùy theo số phân tử tham gia vào mỗi tác động hóa học cơ
bản.
b. Phản ứng đơn phân tử:


+ Định nghĩa: là phản ứng đơn giản xảy ra chỉ do một phân tử, trong đó sự biến đổi
hóa học của một phân tử là một tác động hóa học cơ bản.


+ Ví dụ: I2 →2I ; Α→sp


+ Phương trình động học:


Xét phản ứng: A →sp , ta có: v k.CA (I-12), trong đó k là hằng số tốc
độ, CA là nồng độ chất A.


c. Phản ứng lưỡng phân tử:


+ Định nghĩa: là phản ứng trong đó tương tác hóa học xảy ra là do sự va chạm
đồng thời giữa hai phân tử cùng dạng hoặc khác dạng.


+ Ví dụ: 2HI → H +I ; CH COOC H +NaOH →CH COONa +C H OH
2 2 3 2 5 3 2 5


A +B →sp ; 2A → sp


+ Phương trình động học:


- Xét phản ứng:A +B →sp , ta có:v k.CA .CB (I-13).


Thạc sĩ Trần Kim Cương http://www.ebook.edu.vn Khoa hoá học