Giáo trình Hóa lý II - Phần 2: Động hóa học - 1. Các điều kiện xảy ra phản ứng hóa học

HÓA LÝ II PHẦN 2: ĐỘNG HÓA HỌC TS. Vũ Ngọc Duy Bộ môn Hóa lý – Khoa Hóa học đt: 0936187622, email: duyk44ahoahoc@yahoo.com GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG HÓA HỌC 1. Các điều kiện xảy ra phản ứng Hóa học  Phản ứng Hóa học là một trong những đối tượng chính khi nghiên cứu Hóa học Câu hỏi 1. Phản ứng có xảy ra hay không? 2. Phản ứng xảy ra nhanh hay chậm? 3. Môi trường ảnh hưởng như thế nào? . 1.1 Nhiệt động học cho biết phản ứng có xảy ra hay không ΔG = ΔH – TΔS ΔG: Biến thiên năng lượng tự do ΔH: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng ΔS: Biến thiên entropi T: Nhiệt độ của phản ứng, K ΔG < 0 phản ứng xảy ra ΔG = 0 phản ứng đạt trạng thái cân bằng ΔH < 0, phản ứng tỏa nhiệt ΔS > 0, phản ứng làm tăng độ hỗn loạn ΔG < 0 phản ứng tự xảy ra ΔH < 0, phản ứng tỏa nhiệt ΔS < 0, phản ứng làm giảm độ hỗn loạn Phụ thuộc T ΔH > 0, phản ứng thu nhiệt ΔS > 0, phản ứng làm tăng độ hỗn loạn Phụ thuộc T Trong thực tế giá trị ΔH (cỡ vài chục kcal/mol) >> ΔS (cỡ vài chục cal/mol) → T không quá cao, ΔH quyết định chiều hướng phản ứng 1.1 Nhiệt động học cho biết phản ứng có xảy ra hay không 1.2 Các điều kiện động học Đk 1: Va chạm Tần số va chạm pha khí >> lỏng >> rắn Đk 2: Va chạm có năng lượng đủ lớn Khi 2 tiểu phân tiến lại gần nhau (4 – 5 Anstron), lực đẩy xuất hiện → cần có động năng lớn để thắng 1.2 Các điều kiện động học Đk 3: Va chạm đúng hướng Đk 4: Sự có mặt của tác nhân M để giải phóng năng lượng, ví dụ: H + H + M = H2 + M* Đk 5: Có chất xúc tác Để giảm năng lượng hoạt hóa N2O + NO 2. Nội dung nghiên cứu của động hóa học • Diễn biến của phản ứng Hóa học theo thời gian, ảnh hưởng của môi trường đến tốc độ phản ứng (C, T, P, xúc tác, nồng độ muối, ). • Cơ chế phản ứng (tập hợp các phản ứng cơ bản), bản chất và vai trò các chất trung gian. • Mối quan hệ cấu tạo chất và khả năng phản ứng, hằng số tốc độ với các đặc trưng nhiệt động. Chương trình học tập trung vào nội dung 1. 3. Ý nghĩa của Động hóa học Giúp chúng ta hiểu biết về các phản ứng hóa học, để có thể: - Thiết kế và tối ưu hóa các quá trình sản xuất hóa chất - Điều khiển các phản ứng - Dự đoán biến thiên nồng độ, cân bằng các chất trong môi trường (dioxin, thuốc trừ sâu trong nước và đất; các chất hữu cơ dễ bay hơi trong khí quyển). - .