SGK Hóa Học 10 - Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa học

  • Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa học trang 1
  • Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa học trang 2
  • Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa học trang 3
  • Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa học trang 4
  • Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa học trang 5
  • Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa học trang 6
an đầu.
Các phản ứng hoá học xảy ra nhanh, chậm rất khác nhau, nghĩa là xảy ra với tốc độ rất khác nhau. Nếu một phản ứng hoá học xảy ra chậm ở điều kiện thường thì bằng cách nào có the tăng được tốc độ của nó lên ?
✓ Có phải mọi phản ứng đểu chuyển hoá hoàn toàn các chất phản ứng thành các sản phẩm không ? Nếu phản úng chỉ xảy ra ở mức độ nào đó thì làm thế nào có thề tăng được hiệu suất chuyển hoá các chất phản ứng thành các sàn phẩm ?
TÓC Độ PHÁN ỨNG HOÁ HỌC
• Khái niệm về tốc độ phán ứng hoá học và các yếu tố ánh hưởng đến nó.
I - KHẢI NIỆM VỀ TÓC ĐỘ PHẢN ÚNG HOẢ HỌC
1» Thỉ nghiệm
Chuẩn bị ba dung dịch : BaCC, NaoSọO3(1) và H-,SO4 có cùng nồng độ 0,1 M để thực hiện hai phản ứng sau :
BaCl2 + H2SO4 	> BaSCự + 2HC1	(1)
NaọS-,O3 + H-,SO4 	> s4- + SO2 + H-,0 + NaọSO4	(2)
Đổ 25 ml dung dịch H2SO4 vào cốc đựng 25 ml dung dịch BaCl2 ta thấy xuất hiện ngay kết tủa trắng của BaSO4.
Đổ 25 ml dung dịch H9SO4 vào cốc khác đựng 25 ml dung dịch Na?SọO3, một lát sau mới thấy màu trắng đục của s xuất hiện.
2, Nhận xét'
Từ hai thí nghiệm trên ta thấy rằng, phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn phản ứng (2). Nói chung các phản ứng hoá học khác nhau xảy ra nhanh, chậm rất khác nhau. Để đánh giá mức độ xảy ra nhanh, chậm của các phản ứng hoá học, người ta đưa ra khái niệm tốc độ phản ứng hoá học, gọi tắt là tốc độ phản ứng.
Tốc độ phản ứng thường được xác định bằng độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng họặc sản phẩrh trong ìnột đơn vị thời gian(2\ Thí dụ :
Br2 + HCOOH —> 2HBr + CO2
Lúc đầu nồng độ Br2 là 0,0120 mol//, sau 50 giây nồng độ là 0,0101 mol//.
(1) Natri thiosunfat.
(2i Khi tính tốc độ cần chi rõ tính tốc độ theo chất cụ thê nào trong phản ứng.
Tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian 50 giây tính theo Br2 là :
- _ 0.0120mol// -O.OlOlmol//
V = —	—	= 3,80.10 3mol/(/.s)
50s
II - CÁC YÊU TÓ ẢNH HƯỚNG ĐẾN TÓC ĐỘ PHẢN ỨNG
Ảnh hưởng của nồng độ
Thực hiện phản úng (2) bằng cách chuẩn bị hai cốc đựng dung dịch Na9S9O3 với các nồng độ khác nhau, sau đó đổ đồng thời vào mỗi cốc 25 ml dung dịch H2SO4 O,1M như hình 7.1. Dùng đũa thuỷ tinh khuấy nhẹ dung dịch
trong cả hai cốc. So sánh thời gian xuất hiện màu trắng đụcO) của lưu huỳnh trong hai cốc, ta thấy lưu huỳnh xuất hiện trong cốc (a) sớm hon, nghĩa là tốc độ phản ứng trong cốc (a) lớn hon.
a)	b)
'	Thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng
Vây, khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản úng tăng.
Ánh hưởng cùa áp suất
Áp suất ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng có chất khí. Khi
chất khí tăng theo, nên tốc độ phản úng tăng. .
Thí dụ, xét phản úng sau thực hiện trong bình kín ở nhiệt độ xác định :
2HI (k) 	> H2 (k) + I2 (k)
Tốc độ phản úng khi áp suất của HI là 2 atm gấp 4 lần tốc độ phản ứng khi áp suất của HI là 1 atm.
Ánh hương cùa nhiệt độ
Thực hiện phản ứng (2) ở hai nhiệt độ khác nhau (hình 7.2).
(l) Lưu huỳnh tạo thành nhiều sẽ có màu vàng nhạt.
25 ml dd H2SO4 0,1M +
25 ml dd Na2S2O3 0,1M (phản ứng dược thực hiện ở nhiệt dộ thường)
25 ml dd
H^Ch, 0,1M +
25 ml dd
Na2S2O3 0, IM (phản ừng dược thực hiện ở khoảng 50 °C)
a)	b)
Hình 7.2. Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng
Để thực hiện phản ứng trong cốc (b) cần đun nóng trước hai dung dịch Na-,S9O3 và HnSO4. Sau đó, đổ đồng thời vào mỗi cốc 25 ml dung dịch kDSO4 O,1M, khuấy nhẹ. So sánh thời gian xuất hiện màu trắng đục của lưu huỳnh trong hai cốc, ta thấy lưu huỳnh xuất hiện trong cốc (b) sớm hơn.
Vậy, khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.
4.
Ánh hưởng của diện tích tiếp xúc
Thí nghiệm. Dùng hai mẫu đá vôi (CaCO3) có khối lượng bằng nhau, trong đó một mẫu có kích thước hạt nhỏ hơn. Cho hai mẫu đá đó cùng tác dụng với hai thể tích bằng nhau của dung dịch HC1 (dư) cùng nồng độ (hình 7.3). Phản ứng xảy ra như sau :
CaCO3 + 2HC1 —> CaCl2 + co2t + H2O
Hình 7.3. Thí nghiệm ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng đến tốc độ phản ứng
Ta thấy thời gian đề CaCO3 phản ứng hết trong cốc (b) ít hơn trong cốc (a),
vì chất rắn với kích thước hạt nhỏ (đá vôi dạng hạt nhỏ) có tổng diện tích bề mặt tiếp xúc với chất phản ứng (HC1) 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. Vậy, khi tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng'
Ẩnh hưởng của chất xúc tác
Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng(1\ nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc.
Thí dụ. H20t phân huỷ chậm trong dung dịch ở nhiệt độ thường theo phản ứng sau : 2H2O2	> 2H2O + 02f
Nếu cho vào dung dịch này một ít bột Mn09, bọt oxi sẽ thoát ra rất mạnh. Khi phản ứng kết thúc, MnOọ vãn còn nguyên vẹn. Vậy, MnOì là chất xúc tác cho phản ứng phân huỷ H-,CK.
Ngoài các yếu tố trên, môi trường xảy ra phản ứng, tốc độ khuấy trộn, tác dụng của các tia bức xạ, v.v... cũng ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng.
Ill	- Ý NGHĨA THỰC TIỄN CÚA TỐC ĐỘ PHẤN ỨNG
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng được vận dụng nhiều trong đời sống và sản xuất. Thí dự, nhiệt độ của ngọn lửa axetilen cháy trong oxi cao hơn nhiều so với cháy trong không khí, nên tạo nhiệt độ hàn cao hơn. Thực phẩm nấu trong nồi áp suất chóng chín hơn so với khi nấu ở áp suất thường. Các chất đốt rắn như than, củi có kích thước nhỏ hơn sẽ cháy nhanh hơn. Để tăng tốc độ tổng hợp NH3 từ N-, và Họ, người ta phải dùng chất xúc tác, tăng nhiệt độ và thực hiện ở áp suất cao.
BÀI TẬP
Ý nào trong các ý sau đây là đúng ?
Bất cứ phản ứng nào cũng chỉ vận dụng được một trong các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng để tăng tốc độ phản ứng.
Bất cứ phẩn ứng nào cũng phải vận dụng đủ các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng mới tăng được tốc độ phản ứng.
c. Tuỳ theo phản ứng mà vận dụng một, một số hay tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng để tăng tốc độ phản ứng.
D. Bất cứ phản ứng nào cũng cần chất xúc tác để tăng tốc độ phản ứng.
Tìm một số thí dụ cho mỗi loại phản ứng nhanh và chậm mà em quan sát được trong cuộc sống và trong phòng thí nghiệm.
d ’ Chất làm giảm tốc độ phản ứng được gọi là chất ức c/ỉếphản ứng.
Nồng độ, áp suất, nhiệt độ, diện tích tiếp xúc, chất xúc tác ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng ?
Hãy cho biết người ta lợi dụng yếu tố nào để tăng tốc độ phản ứng trong các trường hợp sau :
Dùng không khí nén, nóng thổi vào lò cao để đốt cháy than cốc (trong sản xuất gang).
Nung đá vôi ở nhiệt độ cao để sản xuất vôi sống.
Nghiền nguyên liệu trước khi đưa vào lò nung để sản xuất clanhke (trong sản xuất xi măng).
Cho 6 g kẽm hạt vào một cốc đựng dung dịch H2SO4 4M (dư) ở nhiệt độ thường. Nếu giữ nguyên các điều kiện khác, chỉ biến đổi một trong các điều kiện sau đây thì tốc độ phản ứng ban đầu biển đổi như thế nào (tăng lên, giảm xuống hay không đổi) ?
Thay 6 g kẽm hạt bằng 6 g kẽm bột.
Thay dung dịch H2SO4 4M bằng dung dịch H2SO4 2M.
Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 50 °C).
Dùng thể tích dung dịch H2SO4 4M gấp đôi ban đầu.