Giáo viên giảng dạy: Quách Nguyễn Khánh Nguyên
Nhóm thuyết trình: Trần Nhật Minh
Nguyễn Thị Hằng
Nguyễn Thái Châu
Võ Thị Kim Nguyên
Trần Thị Trang
Phân tử số là số phân tử ( hay đúng hơn là số
hạt ) tham gia vào một quá trình cơ bản. Dựa
vào phân tử số của quá trình cơ bản người ta
phân loại về mặt động học của phản ứng đơn
giản ra thành:
_Phản ứng đơn phân tử
_Phản ứng lưỡng phân tử
_Phản ứng tam phân tử
Ta có một ví dụ sau:
Phản ứng: 2N2O5 → 4NO2 + O2 gồm hai giai
đoạn:
N2O5 → N2O3 + O2
N2O3 + N2O5 → 4NO2
Mỗi một giai đoạn này được gọi là quá trình cơ bản.
Phản ứng hóa học trong đa số trường hợp là sự kế
tiếp của nhiều quá trình cơ bản ; sản phẩm của quá
trình cơ bản này là chất phản ứng của quá trình cơ
bản khác tiếp theo sau.
Phản ứng đơn phân tử là phản ứng trong đó
quá trình cơ bản của nó là sự biến hóa của một
phân tử
Ví dụ: Phản ứng phân hủy của I2 và của N2O
I2 → 2I
và
N2O → N2 + O
Tốc độ của mỗi phản ứng này là:
dC
v
KC ( C là nồng độ chất phản ứng )
dt
Phản ứng lưỡng phân tử là phản ứng mà quá
trình cơ bản của nó được thực hiện nhờ sự va
chạm của hai phân tử (giống nhau hoặc khác
nhau).
Ví dụ 1: Phản ứng phân hủy của HI thành đơn
chất
2HI → H2 + I2
Tốc độ của phản ứng lưỡng phân tử này là:
dC
2
v
KC (C là nồng độ của HI)
dt
Ví dụ 2: Phản ứng giữa axit axetic và rượu
etylic
CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O
Tốc độ phản ứng lưỡng phân tử này là:
dC
v
KC1C2
dt
C1 là nồng độ của CH3COOH
C2 là nồng độ của C2H5OH
Phản ứng tam phân tử là phản ứng mà quá
trình cơ bản của nó được thực hiện nhờ sự va
chạm đồng thời của ba phân tử.
Ví dụ: phản ứng
2NO + H2 → N2O + H2O
Tốc độ của phản ứng tam phân tử có dạng
chung là:
dC
v
KC1C2C3
dt
C1, C2 và C3 là nồng độ của 3 chất phản ứng
Tốc độ của phản ứng là:
dC
2
v
KC1 C2
dt
C1 là nồng độ của NO
C2 là nồng độ của H2
Cơ
chế phản ứng là tập hợp những
quá trình cơ bản xảy ra trong một
phản ứng hóa học.
Cơ chế phản ứng được xác định bằng
thực nghiệm và muốn hiểu được cách
xác định đó chúng ta phải xét 3 kiểu
quá trình cơ bản
Va chạm đồng thời của phân tử các chất
phản ứng là điều kiện cần để một tương
tác hóa học xảy ra.
Trong một lượng khổng lồ những phân tử
luôn luôn ở trạng thái chuyển động hỗn
loạn, xác xuất va chạm đồng thời của 3
phân tử là vô cùng bé cho nên phản ứng
tam phân tử là rất hiếm .
1.
2.
Là phản ứng phức tạp nhiều giai đoạn nối tiếp
nhau sao cho trong hệ thoạt đầu (trong sự
sinh mạch) được tạo ra những hạt trung gian
hoat động (những trung tâm hoạt động) theo
một cách nào đó.
Gồm có:
Phản ứng dây chuyền không phân nhánh
Phản ứng dây chuyền phân nhánh
Là nguyên tử tự do, gốc tự do có hóa trị tự do
chưa bão hòa, do đó có khả năng phản ứng
cao. Chúng lôi cuốn được những phân tử có
hóa trị bão hòa vào phản ứng và khi đó lại sinh
ra những hạt hoạt động mới,…Những quá trình
tuần hoàn này cứ thế tiếp tục, làm phát triển
mạch dây truyền cho đến khi mạch bị cắt do sự
hủy diệt của hạt hoạt động.
Bằng cách đó, chỉ một lượng nhỏ những hạt
hoạt động được sinh ra đầu tiên có thể làm
chuyển hóa một lượng lớn những chất đầu
thành sản phẩm cuối của phản ứng.
Phản ứng dây chuyền không phân nhánh
gồm 3 giai đoạn:
Khơi mào
Phát triển mạch
Đứt mạch
Khơi mào tức hình thành gốc tự do nguyên
thủy là giai đoạn khó khăn nhất của phản ứng
dây chuyền.
Sự khơi mào có thể thực hiện bằng sự phân li
đồng cực phân tử thành 2 gốc tự do, lượng
nhiệt Q cần thiết cho sự phân li thường vào
khoảng 50 ÷ 100 kcal/mol
Sự phân li phân tử phản ứng thường là khó
khăn
VD: C2H6 → 2CH3 (Q = 83 kcal/mol)
Một phương pháp khơi mào phổ biến là dùng
phản ứng quang hóa.
Lượng tử ánh sáng với bước sóng đủ ngắn có
thể phân li phân tử thành gốc tự do.
VD: Cl2 + hν → Cl + Cl
Là giai đoạn kéo dài mạch dây chuyền, trong
đó nồng độ gốc tự do không thay đổi, hóa trị
tự do bảo toàn.
VD1: Pứ H2 + Cl2 → 2HCl
Khơi mào: Cl2 + hν → Cl + Cl
Phát triển mạch: 1) Cl + H2 → HCl + H
2) H + Cl2 → HCl + Cl
VD2: Pứ CH4 + O2 → CH2O + H2O
Khơi mào ( tạo thành gốc CH3)
CH4 + O2 → CH3 + H2O
Phát triển mạch:
CH3 + O2 → CH3OO
CH3OO → CH2OOH
CH2OOH → CH2O + OH
OH + CH4 → CH3 + H2O
Là phản ứng hủy diệt hóa trị tự do.
Nếu tốc độ đứt mạch tỉ lệ bậc nhất với nồng độ
gốc tự do R thì phản ứng gọi là đứt thẳng, kiểu
mạch này có thể xảy ra trên thành bình
VD: R + V → RV
( V: Hóa trị tự do trên thành bình)
H + O2 + M → HO2 + M
Trong đó tạo gốc HO2 không hoạt động.
1.
2.
3.
Nếu tốc độ đứt mạch tỉ lệ bậc 2 với nồng độ
tự do thì phản ứng gọi là đứt mạch bậc 2.
Nếu sự kéo dài mạch được thực hiện bằng
một số gốc tự do, thông thường là 2, vd R1
và R2, thì sự đứt mạch có thể xảy ra bằng 3
kiểu tái kết hợp:
2R1 → ( R1 )2
2R2 → ( R2 )2
R 1 + R2 → R1 R 2
1.
2.
3.
4.
Gồm 4 giai đoạn:
Khơi mào
Phát triển mạch
Đứt mạch
Phân nhánh
Các phản ứng oxi hóa và cháy của các khí dễ
cháy như H2, CO, các hidrocacbon,v.v… là
những phản ứng dây truyền phân nhánh
VD: Sự oxi hóa khí H2 bởi khí khí O2 trong pha
khí:
2H2 + O2 → 2H2O
1) Khơi mào H2 + O2 → OH. + OH.
2) Phát triển mạch OH. + H2 → H2O + H.
3) Phân nhánh mạch H. + O2 → OH. + O.
O. + H2 → OH. + H.
Bản chất
_ Nếu tốc độ phản ứng hóa học trong những
điều kiện nhất định tăng rất nhanh theo thời
gian, đưa đến kết quả là phần lớn khối lượng
vật chất phản ứng hết trong thời gian rất ngắn
thì hiện tượng đó được gọi là sự bốc cháy hay
sự nổ
_ Nếu tốc độ phản ứng không ngừng được tăng
lên do kết quả của sự tăng số lượng gốc tự do
trong hệ ở nhiệt độ không đổi thì đó là sự nổ
dây chuyền.
_ Nếu tốc độ phản ứng phát nhiệt tăng lên do kết quả
của của của sự tự đốt nóng của hệ khi điều kiện cân
bằng nhiệt bị phá vỡ thì đó là sự nổ nhiệt
→ Khác với nổ dây chuyền, nổ nhiệt chỉ có thể xảy ra
đối với phản ứng phát nhiệt.
Cơ chế có một sự tương tự nhất định giữa phản ứng
nổ bom nguyên tử và bom nhiệt hạch.
_ Sự nổ bom nguyên tử xảy ra theo cơ chế dây
chuyền
_ Sự nổ bom nhiệt hạch xảy ra do kết quả tổng hợp
các hạt nhân nhẹ kem theo sự giải phóng nl lớn