Hóa 10 Bài Tốc độ phản ứng hóa học.

[ong noi loc]

BÀI TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC

PHẦN II

​

II - CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG

1. Ảnh hưởng của nồng độ

Thí nghiệm 1: Thực hiện phản ứng (2) với các nồng độ Na2S2O3 khác nhau.
Chuẩn bị hai cốc sau: Cốc (a) đựng 25 ml dung dịch Na2S2O3 0,1M, cốc (b) đựng 10 ml dung dịch Na2S2O3 0,1M, thêm vào cốc (b) 15 ml nước cất để pha loãng dung dịch.
Đổ đồng thời vào mỗi cốc 25 ml dung dịch H2SO4 0,1M. Dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ dung dịch trong cả hai cốc.
So sánh thời gian cùng xuất hiện màu trắng đục của lưu huỳnh trong hai cốc, ta thấy lưu huỳnh xuất hiện trong cốc (a) sớm hơn, nghĩa là tốc độ phản ứng trong cốc (a) lớn hơn.
Giải thích: Điều kiện để các chất phản ứng với nhau (thí dụ Na2S2O3 và H2SO4) là chúng phải va chạm vào nhau, tần số va chạm (số va chạm trong một đơn vị thời gian) càng lớn thì tốc độ phản ứng càng lớn. Khi nồng độ các chất phản ứng tăng, tần số va chạm tăng, nên tốc độ phản ứng tăng. Tuy nhiên, không phải mọi va chạm đều gây ra phản ứng, chỉ có những va chạm có hiệu quả mới xảy ra phản ứng. Tỉ số giữa số va chạm có hiệu quả và số va chạm chung phụ thuộc vào bản chất của các chất phản ứng, nên các phản ứng khác nhau có tốc độ phản ứng không giống nhau.
Kết luận: Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

2. Ảnh hưởng của áp suất

Áp suất ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng có chất khí. Khi áp suất tăng, nồng độ chất khí tăng theo, nên ảnh hưởng của áp suất đến tốc độ phản ứng giống như ảnh hưởng của nồng độ.
Thí dụ, xét phản ứng sau được thực hiện ở nhiệt độ 302[SUP]o[/SUP]C:

2HI (k) → H2 (k) +I2 (k)​

Khi áp suất của HI là 1atm, tốc độ phản ứng đo được là 1,22.10[SUP]−8[/SUP] mol/(l.s).
Khi áp suất của HI là 2atm, tốc độ phản ứng là 4,88.10[SUP]−8[/SUP] mol/(l.s).
Kết luận: Đối với phản ứng có chất khí, khi tăng áp suất, tốc độ phản ứng tăng.

3. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Thí nghiệm 2: Thực hiện phản ứng (2) ở hai nhiệt độ khác nhau.
Để thực hiện phản ứng trong cốc (b), cần đun nóng trước hai dung dịch Na2S2O3 và H2SO4. Phản ứng được thực hiện giống như ở thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ. Kết quả là lưu huỳnh xuất hiện trong cốc (b) sớm hơn, nghĩa là ở nhiệt độ cao tốc độ phản ứng lớn hơn ở nhiệt độ thấp.
Giải thích: Khi nhiệt độ phản ứng tăng dẫn đến hai hệ quả sau:
- Tốc độ chuyển động của các phân tử tăng, dẫn đến tần số va chạm giữa các phân tử chất phản ứng tăng.
- Tần số va chạm có hiệu quả giữa các phân tử chất phản ứng tăng nhanh. Đây là yếu tố chính làm cho tốc độ phản ứng tăng nhanh khi tăng nhiệt độ.
Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.

4. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt

Thí nghiệm 3: Cho hai mẫu đá vôi CaCO3 có khối lượng bằng nhau, trong đó một mẫu có kích thước hạt nhỏ hơn mẫu còn lại, cùng tác dụng với hai thể tích bằng nhau của dung dịch HCl dư cùng nồng độ.

Phản ứng xảy ra như sau: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

​

Ta thấy thời gian để CaCO3 phản ứng hết trong cốc (b) ít hơn trong cốc (a).
Giải thích: Chất rắn với kích thước hạt nhỏ (đá vôi hạt nhỏ) có tổng diện tịch bề mặt tiếp xúc với chất phản ứng (HCl) lớn hơn so với chất rắn có kích thước hạt lớn hơn (đá vôi dạng khối) cùng khối lượng, nên có tốc độ phản ứng lớn hơn.
Kết luận: Khi tăng diện tích bề mặt chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

5. Ảnh hưởng của chất xúc tác

Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc.
Thí dụ, H2O2 phân hủy chậm trong dung dịch ở nhiệt độ thường theo phản ứng sau:

2H2O2 → 2H2O + O2↑

​

Nếu cho vào dung dịch này một ít bột MnO2, bọt oxi sẽ thoát ra rất mạnh. Khi phản ứng kết thúc, MnO2 vẫn còn nguyên vẹn. Vậy MnO2 là chất xúc tác cho phản ứng phân hủy H2O2.
Ngoài các yếu tố trên, môi trường xảy ra phản ứng, tốc độ khuấy trộn, tác dụng của các tia bức xạ,... cũng ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng.

III - Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng được vận dụng nhiều trong đời sống và sản xuất. Thí dụ, nhiệt độ của ngọn lửa axetilen cháy trong oxi cao hơn nhiều so với cháy trong không khí, tạo nhiệt độ hàn cao hơn. Nấu thực phẩm trong nồi áp suất chóng chín hơn so với nấu chúng ở áp suất thường. Các chất đốt rắn như than, củi có kích thước nhỏ sẽ cháy nhanh hơn. Để tăng tốc độ tổng hợp HN3 từ N2 và H2 người ta phải dùng chất xúc tác, tăng nhiệt độ và thực hiện ở áp suất cao.