Bài 36. Tốc độ phản ứng hóa học
I. KHÁI NIỆM VỀ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC
1. Thí nghiệm
- Ống nghiệm 1: 5ml dung dịch $BaCl_2$
- Ống nghiệm 2: 5ml dung dịch $Na_2S_2O_3$
$\longrightarrow \,$ Cho đồng thời vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 5ml dung dịch $H_2SO_4$ loãng.
$\bullet \,$ Ống nghiệm 1:
$BaCl_2 \,\,+\,\, H_2SO_4 \,\,\longrightarrow \,\, BaSO_4\,\downarrow \,\,+\,\, 2\,HCl \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(1)$
$\Longrightarrow \,$ Kết tủa xuất hiện ngay tức khắc.
$\bullet \,$ Ống nghiệm 2:
$Na_2S_2O_3 \,\,+\,\, H_2SO_4 \,\,\longrightarrow \,\, S\,\downarrow \,\,+\,\, SO_2 \,\,+\,\, H_2O \,\,+\,\, Na_2SO_4 \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(2)$
$\Longrightarrow \,$ Sau một thời gian thấy kết tủa trắng đục xuất hiện.
2. Nhận xét
- Phản ứng $(1)$ xảy ra nhanh hơn phản ứng $(2)$.
$\Longrightarrow \,$ Các phản ứng hóa học khác nhau có tốc độ phản ứng nhanh hay chậm khác nhau.
- 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.
- Tốc độ trung bình $\,\bar{v} = \frac{ \mid {C_1}-{C_2} \mid}{{t_2}-{t_1}}$
II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
1. Ảnh hưởng của nồng độ
$\bullet \,$ Thí nghiệm:
- Ống nghiệm 1: $5\,ml$ dung dịch $Na_2S_2O_3$
- Ống nghiệm 2: $2,5\,ml \,\,Na_2S_2O_3\,(dd) \,\,+\,\, 2,5\,ml \,\, H_2O$
$\longrightarrow \,$ Cho đồng thời vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 5ml dung dịch $H_2SO_4$ loãng.
$\bullet \,$ Nhận xét:
- Kết tủa ở ống nghiệm 1 xuất hiện trước.
$\longrightarrow \,$ Phản ứng ở ống nghiệm 1 xảy ra nhanh hơn.
$\bullet \,$ 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 tăng áp suất, nồng độ chất khí tăng theo, nên tốc độ phản ứng tăng.
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
$\bullet \,$ Thí nghiệm:
- Ống nghiệm 1: 5ml dung dịch $Na_2S_2O_3$
- Ống nghiệm 2: 5ml dung dịch $Na_2S_2O_3$ đun nóng
$\longrightarrow \,$ Cho đồng thời vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 5ml dung dịch $H_2SO_4$ loãng.
$\bullet \,$ Nhận xét:
- Kết tủa ở ống nghiệm 2 xuất hiện trước.
$\longrightarrow \,$ Phản ứng ở ống nghiệm 2 xảy ra nhanh hơn.
$\bullet \,$ Kết luận:
- Khi tăng nhiệt độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.
4. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
$\bullet \,$ Cho axit $HCl$ tác dụng với 2 mẫu đá vôi có kích thước khác nhau.
$CaCO_3 \,\,+\,\, 2\,HCl \,\,\longrightarrow \,\, CaCl_2 \,\,+\,\, CO_2\,\uparrow \,\,+\,\, H_2O$
$\bullet \,$ Kết luận:
- Khi tăng diện tích bề mặt chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.
5. Ảnh hưởng của chất xúc tác
$\bullet \,$ Thí nghiệm:
- Xét sự phân hủy chậm của $H_2O_2$ trong dung dịch ở nhiệt độ thường
$2\,H_2O_2 \,\,\longrightarrow \,\, 2\,H_2O \,\,+\,\, O_2\,\uparrow$
- Khi cho vào một ít bột $MnO_2$ $\longrightarrow \,$ bọt oxi thoát ra rất mạnh.
$\bullet \,$ Kết luận:
- Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc.
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, nên tạo nhiệt độ hàn cao hơn.
+ Thực phẩm nấu trong nồi áp suất mau 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 $NH_3$ từ $N_2$ và $H_2$, người ta dùng chất xúc tác, tăng nhiệt độ và thực hiện ở áp suất cao.
