Tốc độ phản ứng và điều kiện xảy ra của một phản ứng
- Tốc độ phản ứng
Tốc độ phản ứng là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của một phản ứng hóa học.
Tốc độ trung bình của phản ứng thường được đo bằng biến thiên nồng độ của một trong các chất tham gia (hoặc tạo thành) trong một đơn vị thời gian.
Đơn vị: mol/l.giây, mol/l.phút, mol/l.giờ
Nếu tại thời điểm t1 và t2, nồng độ của một trong các chất của hệ phản ứng có giá trị tương ứng là C1 và C2, ta có tốc độ của phản ứng là:
Trong công thức trên, dấu (+) được sử dụng khi tính theo chất tạo thành sau phản ứng; dấu (-) khi tính theo chất tham gia phản ứng.
Trong phản ứng hóa học, nồng độ của các chất luôn luôn thay đổi nên người ta hay sử dụng công thức tính tốc độ tức thời:
vtt = ±
- Điều kiện để xảy ra phản ứng hóa học
Giả sử xét phản ứng: A(k) + B(k) → AB(k)
Để phản ứng xảy ra thì A và B phải va chạm với nhau. Có hai loại va chạm:
- Va chạm gây phản ứng: gọi là va chạm có hiệu quả (số va chạm này nhỏ).
- Va chạm không gây phản ứng: gọi là va chạm không hiệu quả (số va chạm này lớn).
Để gây ra va chạm có hiệu quả, các phân tử phải có năng lượng lớn hơn năng lượng trung bình của hệ, gọi là các phần tử hoạt động. Vận tốc phản ứng tỉ lệ với tần số va chạm giữa các phần tử hoạt động.
Năng lượng cần thiết để đưa các phân tử có năng lượng trung bình lên trạng thái hoạt động gọi là năng lượng hoạt hóa.
Có khí lý tưởng A có tổng số phần tử là N, trong đó số phần tử hoạt động là N* thì:
Đây chính là định luật phân bố Boltzman
Trong đó: EA là năng lượng hoạt hóa (J/mol).
R là hằng số khí lí tưởng, R = 8,314 J/K.mol.