Gilroy

New Member
Download miễn phí Ebook Động hóa học



Chương 1 Mở đầu
Chương 2 Động hoá học phản ứng đơn giản
Chương 3 Động hóa học của phản ứng phức tạp
Chương 4 Ảnh hưởng của nhiệt độlên tốc độphản ứng
Chương 5 Thuyết va chạm hoạt động và phức hoạt động
Chương 6 Ảnh hưởng của áp suất lên tốc độphản ứng
Chương 7 Ảnh hưởng của dung môi lên tốc độphản ứng
Chương 8 Phản ứng dây chuyền và quang hóa
Chương 9 Ảnh hưởng của chất xúc tác lên tốc độphản ứng
Chương 10Ảnh hưởng của hiệu ứng thếlên tốc độphản ứng
Chương 11Phản ứng nhanh trong dung dịch và động hóa học của nó
Chương 12Đại cương vềcơchếphản ứng và phương pháp nghiên cứu
MỞ ÐẦU
I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG HOÁ HỌC
Ðộng học hóa học là một bộ phận của hóa lý. Ðộng học hóa học có thể được gọi tắt là động hóa học.
Ðộng hóa học là khoa học nghiên cứu về tốc độ phản ứng hóa học. Tốc độ phản ứng hóa học bị ảnh
hưởng bởi nhiều yếu tố. Các yếu tố đó là nồng độ, nhiệt độ, áp suất, dung môi, chất xúc tác, hiệu ứng thế,
hiệu ứng đồng vị, hiệu ứng muối... Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đó lên tốc độ phản ứng, người ta mới
hiểu biết đầy đủ bản chất của các biến hóa xảy ra trong mỗi phản ứng hóa học, xác lập được cơ chế phản ứng.
Nhờ hiểu rõ cơ chế phản ứng, cho phép chúng ta lựa chọn các yếu tố thích hợp tác động lên phản ứng, tinh
chế độ làm việc tối ưu của lò phản ứng làm cho phản ứng có tốc độ lớn, hiệu suất cao, tạo ra sản phẩm theo
ý muốn.
Người ta phân biệt động hóa học hình thức và động hóa học lý thuyết. Ðộng hóa học hình thức chủ yếu
thiết lập các phương trình liên hệ giữa nồng độ chất phản ứng với hằng số tốc độ và thời gian phản ứng, còn
động hóa học lý thuyết dựa trên cơ sở cơ học lượng tử, vật lý thống kê, thuyết động học chất khí tính được
giá trị tuyệt đối của hằng số tốc độ phản ứng. Ðó là thuyết va chạm hoạt động và phức hoạt động.
Ðộng hóa học hình thành từ nửa cuối thế kỷ XIX trên cơ sở nghiên cứu các phản ứng hữu cơ trong pha
lỏng. Những người đầu tiên trong lĩnh vực này là Wilamson, Wilhelmi (1812 - 1864) và các tác giả của định
luật tác dụng khối lượng, Guldberg (1836 - 1902) và Waage (1833 - 1900). Những cơ sở của động hóa học
được đúc kết trong các công trình của Van't Hoff và Arrhenuis trong những năm 1880, trong đó đã đưa ra
khái niệm về năng lượng hoạt động hóa và giải thích ý nghĩa của bậc phản ứng trên cơ sở của thuyết động
học.
Khái niệm về xúc tác được Berzlius đưa vòa khoa học 1835. Ostwald đã có nhiều đóng góp trong lĩnh
vực này, ông đã đưa ra định nghĩa chất xúc tác. Năm 1905 Silov đưa ra lý thuyết về phản ứng liên hợp. Phản
ứng quang hóa được nghiên cứu trong các công trình của B(denstein (1871 - 1942), Einstein (1879 - 1955),
Nernst. Phản ứng dây chuyền được Semenov (1896) và Hinshelwood (1879 - 1967) nghiên cứu từ khoảng
năm 1926, đưa đến hình thành lý thuyết phản ứng dây chuyền.
Trong những năm 1930, trên cơ sở các công trình nghiên cứu của Eyring, Evans và Polani đã hình
thành lý thuyết tốc độ tuyệt đối của phản ứng hóa học.
II. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG

3. Các định luật quang hóa cơ bản
4. Sự biến hóa quang hóa. Các giai đoạn của phản ứng quang hóa
5. Một số ứng dụng và vai trò của phản ứng quang hóa
CHƯƠNG VIII
PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN VÀ QUANG HÓA
Phản ứng dây chuyền và quang hoa cũng thuộc loại phản ứng phức tạp, được coi là phản ứng phức tạp
đặc biệt.
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
1 Một số khái niệm cơ bản TOP
A. Ðịnh nghĩa
Phản ứng dây chuyền được coi là phản ứng nối tiếp đặc biệt, trong đó, hợp chất trung gian là những
tiểu phân (hạt) hoạt hóa cao, có thời gian tồn tại rất ngắn. Các tiểu phân hoạt động có thể là nguyên tử, nhóm
nguyên tử hay gốc tự do.
Nhiều phản ứng trong thực tế diễn ra là phản ứng dây chuyền, ví dụ:
B. Ðặc điểm của phản ứng dây chuyền
1) Có sự nhạy cảm với chất lạ
Phản ứng dây chuyền nhạy cảm với chất lạ, chất trơ. Một lượng rất nhỏ của chất lạ có thể làm thay đổi
rất mạnh, tốc độ phản ứng. Chất lạ làm tăng tốc độ phản ứng gọi là chất tác động, còn giảm - chất ức chế. Ví
dụ hỗn hợp khí clo và hydro để trong bóng tối không diễn ra phản ứng, nhưng khi có mặt một lượng nhỏ
Natri (chất lạ) thì phản ứng rất mãnh liệt.
2) Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào hình dáng, kích thước và vật liệu chế tạo bình phản ứng.
Tốc độ phản ứng dây chuyền thay đổi theo bản chất thành bình phản ứng, kích thước của chúng. Kích
thước bình phản ứng thường được đặc trưng bằng tỷ số S/V (S bề mặt, V diện tích của bình phản ứng). Khi
tăng tỷ số này, tốc độ phản ứng giảm.
Vật liệu chế tạo bình phản ứng cũng có ảnh hưởng đến phản ứng dây chuyền, ví dụ, sự oxy hóa và cháy
hydro diễn ra trong bình bằng nhôm hay bạc chậm hơn trong bình bằng thủy tinh.
Một số phản ứng tốc độ phản ứng phụ thuộc hình dạng của bình phản ứng như sự cháy của photpho.
3) Bậc của phản ứng là phân số.
4) Phản ứng dây chuyền thường kèm theo hiện tượng nổ.
Ví dụ phản ứng dây chuyền phân nhánh do tốc độ phản ứng tưang rất đột ngột theo thời gian gây ra sự
nổ. Sự nổ như thế gọi là nổ dây chuyền; nổ dây chuyền khác với nổ nhiệt. Sự nổ dây chuyền có đặc trưng là
khi phản ứng diễn ra ở khoảng áp suất xác định thì kèm theo sự nổ, còn ở ngoài khoảng đó thì không nổ,
người ta nói có giới hạn nổ phản ứng dây chuyền.
C. Cơ chế
Nernst đã nghiên cứu phản ứng dây chuyền và đã dự thảo cơ chế của phản ứng giữa Clo và hydro khi
có chiếu sáng như sau:
1) Phản ứng sinh mạch
Phản ứng sinh mạch trong phản ứng dây chuyền xảy ra có thể nhờ các tác dụng sau:
2) Sự phát triển mạch, mắt xích và độ dài mạch
Sau khi tiểu phân hoạt động được tạo ra (do phản ứng sinh mạch) trong hệ. Các tiểu phân hoạt động
này tiếp tục tham gia vào quá trình làm cho phản ứng tiến triển tạo thành sản phẩm. Sự nối tiếp của phản ứng
được lập đi lập lại một cách tuần hoàn. Quá trình trên gọi là sự phát triển mạch. Một chu kỳ của quá trình
trong phản ứng dây chuyền gọi là mắt xích của phản ứng dây chuyền. Ví dụ, đối với phản ứng dây chuyền
trên, sự phát triển mạch diễn ra như sau:
Ở chu kỳ (A) tạo ra được hai mắt xích (1) và (2), còn chu kỳ (B) - (3), (4).
Hoặc:
Từ đó ta có thể định nghĩa độ dài mạch như sau:
Tổng số mắt xích sinh ra từ khi sinh mạch đến lức đứt mạch gọi là độ dài mạch, hay, số hoạt động cơ
bản của một trung tâm hoạt động trong thời gian sống của nó. Ðộ dài mạch của phản ứng dây chuyền phụ
thuộc vào quan hệ tỷ số của tiểu phân hoạt động được hình thành trong một đơn vị thời gian và số tiểu phân
hoạt động mất đi (hủy diệt).
3) Sự cắt mạch (hay đứt mạch hay kết thúc mạch)
Ðối với phản ứng trên sự cắt mạch có thể mô tả bằng phản ứng sau:
Ở đây, phản ứng thực hiện bằng va chạm với M.
Muốn thực hiện sự cắt mạch phải khử hoạt động của các tiểu phân hoạt động (phần này sẽ trình bày chi
tiết hơn ở mục C).
2 Phân loại phản ứng dây chuyền TOP
Có thể chia phản ứng dây chuyền ra phản ứng dây chuyền không phân nhánh và phân nhánh.
A. Phản ứng dây chuyền không phân nhánh
Ðó là phản ứng dây chuyền, trong đó một tiểu phân hoạt động mất đi, thì chỉ có một tiểu phân hoạt
động mới xuất hiện. Ví dụ, phản ứng giữa Clo và hydro khi chiếu sáng là loại phản ứng này.
B. Phản ứng dây chuyền phân nhánh
Như vậy, một tiểu phân hoạt động mất đi, tạo ra hai tiểu phân hoạt động mới, hai tiểu phân mới mất đi
tạo ra bốn (hay ba) tiểu phân hoạt động khác, như vậy phản ứng tiếp diễn làm tăng nhanh số tiểu phân hoạt
động theo quy luật hàm số mũ.
Ta có thể hình dung sơ đồ phản ứng trên:
Trong một số trường hợp có dạng sau:
3 Thuyết các xuất về phản ứng dây chuyền TOP
Ðể nghiên cứu định lượng phản ứng dây chuyền, chúng ta sử dụng thêm một số đại lượng.
Ðộ dài mạch trung bình, xác suất đứt mạch, xác suất phân nhánh và xác suất tiếp tục (hay phát triển)
mạch.
A. Ðộ dài mạch trung bình và xác suất đứt mạch
Từ các định nghĩa trên của độ dài mạch có thể coi độ dài mạch trung bình là số trung bình các phản
ứng sơ cấp gây ra do một tiểu phân hoạt động từ lúc sinh mạch đến lúc cắt mạch.
Xác suất cắt mạch được coi là tỷ số giữa trường hợp chờ đợi và tổng số trường hợp khả dĩ. Trong tổng
số phản ứng sơ cấp chỉ có một phản ứng cắt mạch.
B. Tốc độ hủy diệt (mất đi) tiểu phân hoạt động
C. Lý thuyết về cắt mạch
Ðộng học của phản ứng dây chuyền, tốc độ và độ dài trung bình của mạch gắn với điều kiện của phản
ứng, trước hết là điều kiện cắt mạch và sinh mạch và ở mức độ nào đó cũng phụ thuộc vào hình dáng, kích
thước, chất liệu bình, trạng thái bề mặt thành bình.
1) Cắt mạch cả trong thể tích, cả trong thành bình
Ðể đơn giản ta xét bình phản ứng bị giới hạn bởi hai mặt phẳng song song A và B thẳng góc với mặt
phẳng đáy, cách nhau một khoảng d cm và đối xứng so với mặt oy. (Hình 8.1)
Giả thiết hai mặt phẳng đó đủ rộng để có thể bỏ qua ảnh hưởng của các thành khác của bình. Ta chấp
nhận rằng mọi tiểu phân hoạt động đến thành bình đều bị hủy diệt, tức là không có tiểu phân hoạt động nào
tồn tại trên thành bình. Như vậy, xuất hiện một gradien nồng độ của các tiểu phân hoạt động, nồng độ này
bằng không ở thành bình, càng xa thành bình càng tăng, đạt cực đại ở mặt phẳng oy. Mặt phẳng này được
chọn làm mặt phẳng vuông góc để tính khoảng cách x cm tới thành bình A và B.
D. Tốc độ phản ứng dây chuyền
Bây giờ ta xét sự biến hóa của trung tâm hoạt động theo thời gian. Lý thuyết của Semenov.
4 Sự nổ TOP
Người ta phân biệt nổ dây chuyền và nổ nhiệt.
1) Nổ dây chuyền:
Những quá trình trình bày bốc cháy của hỗn hợp nhiên liệu, gây ra sự phát triển mạch phân nhánh rất
nhanh, gây ra sự nổ dây chuyền. Nổ dây chuyền là nổ đẳng nhiệt.
2) Nổ nhiệt
Ngược lại, sự nổ cũng có thể diễn ra bằng con đường không phụ thuộc vào cơ chế phản ứng (số tiểu...

Link Download bản DOC
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:

 

Các chủ đề có liên quan khác

Top