Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng: Nhiệt độ, nồng độ, áp suất, bề mặt tiếp xúc, chất xúc tác và ví dụ - Hoá 10 bài 16 CTST

Vậy ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ, áp suất, bền mặt tiếp xúc, chất xúc tác tới tốc độ phản ứng như thế nào? ví dụ về sự ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ, áp suất, bền mặt tiếp xúc, chất xúc tác tới tốc độ phản ứng...sẽ được chúng ta tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Ảnh hưởng của nồng độ tới tốc độ phản ứng

- Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

- Giải thích: Nồng độ của các chất phản ứng tăng làm tăng số va chạm hiệu quả nên tốc độ phản ứng tăng.

* Chú ý: Khi các chất phản ứng va chạm đúng hướng và đủ năng lượng dẫn đến xảy ra phản ứng, gọi là va chạm hiệu quả.

* Ví dụ: Phản ứng hóa học: Na₂S₂O₃(aq) + H₂SO₄(aq) → Na₂SO₄(aq) + S(s) + SO₂(g) + H₂O(l)

Nồng độ Na₂S₂O₃ giảm ⇒ Các hạt phân tử Na₂S₂O₃ giảm 

⇒ Số va chạm hiệu quả giữa các phân tử Na₂S₂O₃ và phân tử H₂SO₄ giảm

⇒ Kết tủa tạo thành chậm tức là tốc độ phản ứng chậm hơn.

II. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.

- Giải thích: Ở nhiệt độ thường, các chất phản ứng chuyển động với tốc độ nhỏ; khi tăng nhiệt độ; các chất sẽ chuyển động với tốc độ lớn hơn, dẫn đến tăng số va chạm hiệu quả nên tốc độ phản ứng tăng.

- Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ phản ứng hóa học được biểu diễn bằng công thức:

Trong đó:

 v_t1; v_t2 là tốc độ phản ứng ở hai nhiệt độ t₁ và t₂;

 γ là hệ số nhiệt độ Van't Hoff.

* Chú ý: Quy tắc Van't Hoff chỉ gần đúng trong khoảng nhiệt độ không cao.

III. Ảnh hưởng của áp suất tới tốc độ phản ứng

- Đối với phản ứng có chất khí tham gia, tốc độ phản ứng tăng khi tăng áp suất.

- Giải thích: Khi tăng áp suất thì nồng độ chất khí tăng, nên tốc độ phản ứng tăng.

IV. Ảnh hưởng của bề mặt tiếp xúc

- Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

- Giải thích: Khi tăng diện tích tiếp xúc của chất phản ứng, số va chạm hiệu quả tăng dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

* Ví dụ: Thực hiện các thí nghiệm sau:

+ Thí nghiệm 1: Cho 2 gam CaCO₃ dạng khối tác dụng với 20 ml HCl 1M;

+ Thí nghiệm 2: Cho 2 gam CaCO₃ dạng bột tác dụng với 20 ml HCl 1M.

Khi HCl phản ứng với CaCO₃ dạng bột, diện tích tiếp xúc giữa các phân tử HCl và CaCO₃ tăng lên

⇒ Số va chạm hiệu quả tăng

⇒ tốc độ phản ứng tăng.

⇒ Ở thí nghiệm 2 phản ứng diễn ra nhanh hơn.

V. Ảnh hưởng của chất xúc tác tới tốc độ phản ứng

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học, nhưng vẫn được bảo toàn về lượng và chất khi kết thúc phản ứng.

- Chất xúc tác được ghi trên mũi tên trong phương trình hóa học.

* Ví dụ 1: Phương trình hóa học của phản ứng:

 2H₂O₂ (aq)  2H₂O (l) + O₂ (g)

Trong phản ứng trên MnO₂ là chất xúc tác.

* Ví dụ 2: Enzyme amylase có trong nước bọt là chất xúc tác đẩy nhanh quá trình tiêu hóa tinh bột.

VI. Ý nghĩa thực tiễn của tốc độ phản ứng trong đời sống và sản xuất

- Kiểm soát tốc độ các phản ứng diễn ra trong đời sống, sản xuất khi vận dụng các yếu tố ảnh hưởng như: nồng độ, nhiệt độ, áp suất, bề mặt tiếp xúc và chất xúc tác giúp mang lại các giá trị hiệu quả.

* Ví dụ:

- Nồng độ oxygen trong không khí chỉ chiếm 21%. Dùng bình chứa oxygen mục đích làm tăng nồng độ chất tham gia 

⇒ Tăng tốc độ phản ứng cháy

- Bảo quản thức ăn trong tủ lạnh ⇒ Giảm nhiệt độ 

⇒ Giảm tốc độ phản ứng oxi hóa thức ăn

⇒ Thức ăn lâu bị ôi thiu.