Ví dụ ảnh hưởng của diện tích đến tốc độ phản ứng
|
Ngày Đăng:29-12-2020 Chuyên viên: Admin Show
Tốc độ phản ứng chính là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc một sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Tốc độ phản ứng chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố khác nhau. Cùng tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng trong nội dung bài viết sau đây. Tốc độ phản ứng là gì?Trước khi tìm hiểu những yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng hay các nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng thì chúng ta cần nắm được tốc độ phản ứng là gì, ý nghĩa thực tiễn của tốc độ phản ứng. Tốc độ phản ứng hóa học hay tốc độ phản ứng chính là độ thay đổi nồng độ của một trong các chất tham gia hoặc các sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Thực nghiệm cho thấy rằng có những phản ứng hóa học xảy ra gần như ngay tức khắc, ví dụ như phản ứng nổ, tuy nhiên bên cạnh đó cũng có những phản ứng hóa học xảy ra rất chậm, thường là phản ứng hóa học giữa các hợp chất cộng hóa trị, đặc biệt là những hợp chất hữu cơ. Tốc độ phản ứng hóa học được xác định bằng độ biến thiên nồng độ của chất trong đơn vị thời gian, theo quy ước nồng độ theo mol/lít, thời gian có thể xác định là giây (s), phút (ph), giờ (h)... Tốc độ phản ứng hóa học được xác định bằng thực nghiệm. Người ta phân biệt tốc độ trung bình của phản ứng với tốc độ tức thời của phản ứng hóa học. Nếu phản ứng hóa học có dạng tổng quát aA + bB = mM + nN thì tốc độ phản ứng hóa học có thể được xác định bằng độ giảm nồng độ hoặc của chất A hoặc của chất B hay bằng độ tăng nồng độ hoặc của chất M hoặc của chất N nhưng với quy ước lấy độ biến thiên nồng độ của chất chia cho hệ số của chất đó trong phương trình phản ứng. Ý nghĩa thực tiễn của tốc độ phản ứng được vận dụng nhiều trong đời sống và sản xuất hàng ngày. Ví dụ: Thực phẩm nấu trong nồi áp suất sẽ nhanh chín hơn so với việc nấu áp suất thường. Các chất đốt như than, củi sẽ cháy nhanh hơn khi kích thước nhỏ. Kể tên các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứngTốc độ của một phản ứng hóa học phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như nhiệt độ, nồng độ, áp suất, diện tích tiếp xúc và chất xúc tác. Cụ thể: Nhiệt độKhi nhiệt độ càng cao thì phản ứng hóa học sẽ diễn ra nhanh hơn. Áp suấtKhi áp suất của hệ tăng sẽ khiến tốc độ của phản ứng cũng tăng. Chú ý: Đối với những phản ứng mà chất tham gia không phải chất khí thì sự thay đổi của áp suất sẽ không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học. Nồng độỞ một nhiệt độ xác định. Khi nồng độ của các chất tham gia gia tăng thì tốc độ phản ứng hóa học cũng tăng. Diện tích tiếp xúcĐối với các phản ứng hóa học có chất tham gia là chất rắn, kích thước của chất rắn càng nhỏ thì phản ứng sẽ diễn ra càng nhanh. Chất xúc tác Đối với một số phản ứng hóa học, để phản ứng có thể diễn ra thì cần sự tham gia của chất xúc tác. Vì vậy mà tốc độ phản ứng hóa học cũng phụ thuộc vào chất xúc tác. Trên đây là những thông tin chia sẻ về các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, hy vọng đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin hữu ích. Nếu còn điều gì chưa rõ, hãy gọi đến Hotline 037 891 5690 hoặc nhấp vào khung >>Tư Vấn Trực Tuyến<< để được hỗ trợ nhanh chóng.
I. KHÁI NIỆM: - Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. - Công thức tính tốc độ trung bình $(\overline{v})$ của phản ứng: + Theo chất tham gia phản ứng: $\overline{v}\,\,=\,\,\frac{-\Delta C}{\Delta t}\,\,=\,\,\frac{{{C}_{1}}\,-\,\,{{C}_{2}}}{{{t}_{2}}\,-\,\,{{t}_{1}}}\,\,mol/(l.s)$ + Theo chất sản phẩm: $\overline{v}\,\,=\,\,\frac{\Delta C}{\Delta t}\,\,=\,\,\frac{{{C}_{2}}\,-\,\,{{C}_{1}}}{{{t}_{2}}\,-\,\,{{t}_{1}}}\,\,mol/(l.s)$ - Biểu thức tính tốc độ phản ứng : aA + bB → cC
v = k[A]a.[B]b Với k: hằng số tốc độ của phản ứng
II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG - Nồng độ: nếu tăng nồng độ thì tốc độ phản ứng tăng. Ví dụ: khi đun bếp bằng củi, nếu làm thoáng bếp thì lượng khí oxi vào sẽ nhiều (nồng độ oxi tăng) do đó lửa sẽ cháy to hơn. - Áp suất: (áp dụng với những phản ứng có chất khí tham gia) nếu tăng áp suất thì tốc độ phản ứng tăng. Ví dụ: nấu thức ăn trong nồi áp suất, thức ăn chín nhanh hơn khi nấu ở nồi thường. - Nhiệt độ: nếu tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng. ${{v}_{{{t}_{2}}}}=\,\,{{v}_{{{t}_{1}}}}.{{k}^{\frac{{{t}_{2}}-{{t}_{1}}}{10}}}$ với : ${{v}_{{{t}_{1}}}},{{v}_{{{t}_{2}}}}$ : tốc độ phản ứng ở nhiệt độ t1, t2 k : hằng số tốc độ của phản ứng - Chất xúc tác: một số chất xúc tác có khả năng làm tăng tốc độ phản ứng. Ví dụ: Xét phản ứng: 2H2O2 → 2H2O + O2 Nếu thêm chất xúc tác MnO2 vào phản ứng → bọt oxi sẽ thoát ra nhanh hơn. - Diện tích tiếp xúc: nếu tăng diện tích tiếp xúc thì tốc độ phản ứng tăng. Ví dụ: chẻ nhỏ củi, đập nhỏ than để đốt sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc của củi, than. Do đó bếp cháy to hơn.
Ví dụ: Xét các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng tổng hợp amoniac: N2 (k) + 3H2 (k) $\overset{{}}{\leftrightarrows}$ 2NH3 (k) + Nồng độ: nếu tăng nồng độ của N2 hoặc H2 thì tốc độ phản ứng tăng. + Áp suất: nếu tăng áp suất chung của hệ thì tốc độ phản ứng tăng. + Chất xúc tác: nếu thêm chất xúc tác thì tốc độ phản ứng tăng. + Nhiệt độ: khi tăng nhiệt độ tốc độ phản ứng tăng. Điều kiện cần cho phản ứng xảy ra là sự va chạm giữa các phân tử của chất phản ứng, tuy nhiên không phải mọi va chạm đều xảy ra phản ứng mà chỉ có những va chạm hiệu quả mới tạo ra sản phẩm. Do đó, tần số va chạm hiệu quả giữa các phân tử càng lớn thì phản ứng xảy ra nhanh hơn. Dưới đây là một số yếu tố tác động đến tốc độ phản ứng.
 - Nồng độ: nếu tăng nồng độ thì tốc độ phản ứng tăng.
Ví dụ: khi đun bếp bằng củi, nếu làm thoáng bếp thì lượng khí oxi vào sẽ nhiều (nồng độ oxi tăng) do đó lửa sẽ cháy to hơn. - Áp suất: (áp dụng với những phản ứng có chất khí tham gia) nếu tăng áp suất thì tốc độ phản ứng tăng. + Tăng áp suất ⟹ cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol phân tử khí. + Giảm áp suất ⟹ cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng số mol phân tử khí. Ví dụ: nấu thức ăn trong nồi áp suất, thức ăn chín nhanh hơn khi nấu ở nồi thường. - Nhiệt độ: nếu tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng. ${v_{{t_2}}} = {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {v_{{t_1}}}.{k^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}$ với : vt1,vt2: tốc độ phản ứng ở nhiệt độ t1, t2 k : hằng số tốc độ của phản ứng Mẹo: Trong trường hợp tăng/giảm nhiệt độ ta ghi nhớ câu: "tăng - thu; giảm - tỏa" tức là: + Tăng nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt. + Giảm nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt.
- Chất xúc tác: một số chất xúc tác có khả năng làm tăng tốc độ phản ứng. Ví dụ: Xét phản ứng: 2H2O2 → 2H2O + O2 Nếu thêm chất xúc tác MnO2 vào phản ứng → bọt oxi sẽ thoát ra nhanh hơn. - Diện tích tiếp xúc: nếu tăng diện tích tiếp xúc thì tốc độ phản ứng tăng. Ví dụ: chẻ nhỏ củi, đập nhỏ than để đốt sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc của củi, than. Do đó bếp cháy to hơn.
Ví dụ: Xét các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng tổng hợp amoniac: N2 (k) + 3H2 (k) ⇆ 2NH3 (k) + Nồng độ: nếu tăng nồng độ của N2 hoặc H2 thì tốc độ phản ứng tăng. + Áp suất: nếu tăng áp suất chung của hệ thì tốc độ phản ứng tăng. + Chất xúc tác: nếu thêm chất xúc tác thì tốc độ phản ứng tăng. + Nhiệt độ: khi tăng nhiệt độ tốc độ phản ứng tăng. Bài tập áp dụng: Yếu tố nào sau đây không ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng sau: CaCO3 (r) + 2HCl(dd) → CaCl2 + H2O + CO2 ↑ A. Nhiệt độ. B. Chất xúc tác. C. Áp suất. D. Diện tích tiếp xúc. Lời giải: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: + Nhiệt độ: nếu nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng. + Chất xúc tác: nếu thêm chất xúc tác thì khí CO2 thoát ra nhanh hơn => Tốc độ phản ứng tăng. + Diện tích tiếp xúc: CaCO3 ở dạng hạt nhỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn CaCO3 ở dạng khối => Khi tăng diện tích tiếp xúc thì tốc độ phản ứng tăng. + Áp suất không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng trên vì phản ứng trên không có chất khí tham gia phản ứng. Đáp án: C
Chú ý: CO2 là sản phẩm, không phải là chất tham gia phản ứng nên không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. |
