›
›

Hóa học - Ứng dụng động hoá học

pdf 31 trang vanle 3300
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Hóa học - Ứng dụng động hoá học", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfhoa_hoc_ung_dung_dong_hoa_hoc.pdf

Nội dung text: Hóa học - Ứng dụng động hoá học

  1. ĐỘNG HOÁ HỌC DIỄN BIẾN, CÁC YẾU TỐ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG ẢNH HƯỞNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
  2. ỨNG DỤNG ĐỘNG HOÁ HỌC TỔNG HỢP DƯỢC CôNG NGHỆ CHIẾT XUẤT HOÁ DƯỢC LÂM SÀNG BÀO CHẾ DƯỢC LIỆU HƯỚNG PƯ DƯỢC ĐỘNG DỰ ĐOÁN CÁC YẾU TỐ HIỆU SUẤT HỌC TUỔI THỌ, ẢNH HƯỞNG , THỜI GIAN TẦN SUẤT ỔN ĐỊNH ỔN ĐỊNH KINH TẾ LIỀU DÙNG HOẠT CHẤT, H.CHẤT, DẠNG BÀO XỬ LÍ CHẾ CHIẾT XUẤT
  3. KHÁI NIỆM CƠ BẢN I. Tốc độ phản ứng 1.1. Định nghĩa: Tốc độ phản ứng hoá học là biến thiên nồng độ của một chất đã cho trong một đơn vị thờI gian 1.2. Biểu thức tính tốc độ phản ứng: VớI phản ứng: A + B X + Y dCi v dt dC dC dC dC v - A - B X Y dt dt dt dt Trường hợp chung: aA + bB xX + yY dC dC dC dC v - A - B X Y a.dt b.dt x.dt y.dt
  4. KHÁI NIỆM CƠ BẢN II. Định luật tác dụng khốI lượng Gulberg và Waage, thiết lập biểu thức liên hệ tốc độ và nồng độ tạI nhiệt độ T= const v k.A n 1 .B n 2 Phương trình cơ bản của động hoá học. k là hằng số tốc độ phản ứng, có giá trị bằng tốc độ phản ứng khi nồng độ các chất phản ứng bằng đơn vị Phương trình tốc độ hay phương trình động học của phản ứng dA n n v - k.A 1 .B 2 dt
  5. KHÁI NIỆM CƠ BẢN III. Phân loạI động học phản ứng 1. Phân tử số: Số phân tử tương tác đồng thờI để trực tiếp gây ra biến hoá hóa học trong một phản ứng cơ bản N2O5 N2O4 + O CH3 COOC2H5 + H2O CH3 COOH + C2H5OH 2NO + O2 2NO2 6FeCl2 + KClO3 + 6HCl FeCl3 + KCl + 3H2O 2. Bậc phản ứng: VớI phản ứng: aA + bB xX + yY v k.A n 1 .B n 2 n1, n2 : Bậc riêng phần đốI vớI chất A, B n = n1+ n2 : Bậc toàn phần của phản ứng n1= a, n2 = b khi phản ứng là đơn giản
  6. KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3. So sánh bậc phản ứng và phân tử số Bậc phản ứng Phân tử số Giá trị Số nguyên, phân Chỉ có số nguyên số, số âm dương Giá trị 3 3 cao nhất Áp dụng Chỉ xác định được Chỉ áp dụng cho bằng thực nghiệm phản ứng cơ bản
  7. KHÁI NIỆM CƠ BẢN 4. Phản ứng bậc giả VớI phản ứng: aA + bB + cC xX + yY . v k. A n 1 .B n 2 .C n 3 Nếu [B], [C] >> [A] thì [B] [B]o; [C] [C]o n 2 n 3 k' k. B  0 .C  0 v k'. A n 1 Phương trình động học đơn giản hơn, chỉ phụ thuộc vào nồng độ của một chất A, dễ dàng cho việc nghiên cứu động học của phản ứng
  8. KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5. Một số điểm chú ý  Có hai loạI phương trình hoá học: Phương trình tỷ lượng và phương trình động học H2 + I2 2HI H2 + Br2 2HBr 1 d[HI ] v k.[H ].[ I ] 1 2 dt 2 2 1 d[HBr ] k '[H ][ Br ]1/ 2 v 2 2 2 [HBr ] 2 dt 1 k" [Br2 ]  k là hằng số ở một nhiệt độ nhất định. Tuy nhiên nếu biểu diễn tốc độ phản ứng qua các chất cụ thể khác nhau k có thể nhận các giá trị khác nhau
  9. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Phản ứng đơn giản Phản ứng một chiều, một giai đoạn duy nhất, trực tiếp từ chất đầu đến chất cuối Các phản ứng đơn giản  Phản ứng bậc nhất  Phản ứng bậc hai  Phản ứng bậc ba  Phản ứng bậc không
  10. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN I. Phản ứng bậc nhất 1. Sơ đồ phản ứng: A sp + 2 N2O5 2 N2O4 O2 H+ + + C H O C12H22O11 H2O C6H12O6 6 12 6 Saccarose Glucose Fructose H+ + C H OH CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH 2 5 2. Qui luật động học d A  v - k.A  dt a C ln ln 0 kt a - x C t 1 C k ln 0 t C t
  11. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Tương quan nồng độ chất phản ứng và thờI gian CA lnCA 0 C A Csản phẩm tg =-k CA 0 t 0 t
  12. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN 3. Thứ nguyên của hằng số tốc độ phản ứng 1 C k ln 0 t C t [k] = [thờI gian] –1 (giây –1, phút –1, giờ -1 .) 4. ThờI gian bán huỷ ln 2 t 1/2 k 1 10 t ln 0,1 k 9 1 t ln 10 0,9 k
  13. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN ln 2 ThờI gian bán huỷ không phụ thuộc t 1/2 k vào nồng độ ban đầu của chất phản ứng C a a 2 a 4 a 8 ' " t1 t1 t1 t 2 2 2
  14. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN II. Phản ứng bậc 2 1. Sơ đồ phản ứng A + B sp hoặc 2A sp CH3 COOC2H5 + NaOH CH3 COONa + C2H5OH 2. Qui luật động học 2.1. Trường hợp [A]0 = [B]0 d A  2 v - k.A  dt 1 1 1 1 kt a - x a C t C 0 1 1 1 k t C t C 0
  15. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Tương quan nồng độ chất phản ứng và thờI gian C 0 T
  16. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Thứ nguyên của hằng số tốc độ phản ứng 1 1 1 k t C t C 0 [k] = [nồng độ]-1. [thờI gian] –1 ( lit.mol-1.giây –1, lit.mol-1 phút –1 .) ThờI gian bán huỷ 1 t 1/2 a.k 1 t 0,1 9.a.k 9 t 0,9 a.k
  17. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN 1 ThờI gian bán huỷ phụ thuộc vào t 1/2 a.k nồng độ ban đầu của chất phản ứng C a a 2 a 4 a 8 ' " t1 t1 t1 t 2 2 2
  18. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN 2.2. Trường hợp [A]0 ‡ [B]0 d A  v - k.A .B  dt 1 b a - x ln kt a - b a b - x 1 1 b(a - x) k ln t (a - b) a(b - x) Thứ nguyên của hằng số tốc độ phản ứng [k] = [nồng độ]-1. [thờI gian] –1 ( lit.mol-1.giây –1, lit.mol-1 phút –1 .)
  19. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN 4. ThờI gian bán huỷ 1 1 b t (A ) ln 1/2 k (a - b) (2b - a) 1 1 (2a - b) t (B) ln 1/2 k (a - b) a 1 1 9b t (A ) ln 0,1 k (a - b) (10b - a) 1 1 (10a - b) t (B ) ln 0,1 k (a - b) 9.a
  20. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN III. Phản ứng bậc 0 Qui luật động học d A  0 v - k.A  k dt C 0 - C t kt [A] Vpư C0 k t t
  21. ĐỘNG HỌC P.Ư ĐƠN GIẢN Các trường hợp phản ứng bậc không 1. Sự mất màu của các chất có nhiều dây nốI lưu huỳnh 2. Sự phân huỷ của các hợp chất ở dạng hỗn dịch 3. Sự thuỷ phân của các ester tan hạn chế trong nước Lớp ester Nguồn dự trữ không tan Lớp dd
  22. TÓM TẮT ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN
  23. P.P XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ PƯ, BẬC VÀ HẰNG SỐ TỐC ĐỘ CỦA PHẢN ỨNG
  24. XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG PP xác định biến thiên nồng độ chất phản ứng Xác định biến thiên nồng độ bằng phương pháp hoá học Xác định biến thiên nồng độ bằng phương pháp sắc ký Xác định biến thiên nồng độ qua theo dõi biến thiên các đạI lượng vật lý
  25. XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Dựa trên biểu thức: v k.An1 .Bn 2 .Cn 3 Xác định k, ni [A ] Dựa trên biểu thức: d A  v - dt Tiếp tuyến tạI điểm t của đường biểu diễn [A] theo t Xác định [A] tạI các thờI điểm: định lượng trực tiếp hoặc gián tiếp xác định các cặp giá trị [A] - thờI gian T Thời gian
  26. XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 1. Phương pháp thế Thế giá trị nồng độ chất phản ứng tạI các thờI điểm khác nhau vào các dạng phương trình động học tương ứng vớI bậc khác nhau Chọn dạng có giá trị k = const Ví dụ: tiến hành phản ứng xà phòng hoá ethylacetat, kết quả thực nghiệm thu được như sau ThờI gian (t) Nồng độ NaOH 0 phót 3 phót 6 phót 9 phót 12 phót 15 phót
  27. XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 2. Phương pháp đồ thị Biểu diễn tương quan giá trị các hàm của nồng độ vớI thờI gian trên đồ thị Chọn đồ thị có tương quan tuyến tính lg[A] lg[A]/[B] t t
  28. XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 2. Phương pháp đồ thị [A] 1/[A] C0 t t
  29. XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 3. Phương pháp tốc độ đầu Phương trình động học phản ứng v = k ( a - x )n TạI lân cận thờI điểm ban đầu, khi t 0 n v0 = k.a . Làm thí nghiệm vớI hai nồng độ đầu a0 và a0’ Tính n theo biểu thức: , lgv 0 lg v 0 n , lga 0 lg a 0
  30. XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 4. Phương pháp chu kỳ bán huỷ  ĐốI vớI phản ứng bậc 1: T 1/2 = const.  ĐốI vớI phản ứng bậc khác 1: 2n 1 1 t 1/ 2 n 1 an 1k Làm thí nghiệm vớI hai nồng độ đầu a và a’ lgt lg t , n 1 1/2 1/2 lga lg a ,
  31. XÁC ĐỊNH HSTĐ PHẢN ỨNG Xác định bậc phản ứng Thiết lập phương trình động học dạng hàm số của nồng độ và thờI gian Thay các cặp số liệu thực nghiệm C – t vào phương trình và tính k Tính giá trị k trung bình 1 n k  k i n i 1