Bài 19: Tốc độ phản ứng

1. Kiến thức trọng tâm

Tốc độ phản ứng là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi nồng độ của một chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Đối với phản ứng tổng quát $aA + bB \rightarrow cC + dD$, tốc độ trung bình của phản ứng được tính theo sự biến thiên nồng độ của một chất, ví dụ $v = -\frac{\Delta C_A}{a \cdot \Delta t}$. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bản chất của chất phản ứng, nồng độ, áp suất đối với chất khí, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc và chất xúc tác.

Nồng độ chất phản ứng tăng làm tăng số va chạm giữa các hạt, nên tốc độ phản ứng tăng. Áp suất tăng đối với phản ứng có chất khí cũng làm tăng nồng độ, do đó tăng tốc độ phản ứng. Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ chuyển động của các hạt và tăng tỉ lệ va chạm hiệu quả, nên tốc độ phản ứng tăng nhanh. Diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn, phản ứng xảy ra càng nhanh, ví dụ bột sắt cháy nhanh hơn một khối sắt đặc. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng bằng cách làm giảm năng lượng hoạt hoá, nhưng không bị tiêu hao sau phản ứng. Theo thuyết va chạm, phản ứng chỉ xảy ra khi các hạt va chạm với đủ năng lượng và đúng hướng, gọi là va chạm hiệu quả.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Cho phản ứng $CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O$. Nếu dùng $CaCO_3$ dạng bột thay cho dạng viên, khí $CO_2$ thoát ra nhanh hơn vì diện tích tiếp xúc giữa $CaCO_3$ và dung dịch acid lớn hơn.

Ví dụ 2. Giải thích vì sao thức ăn bảo quản trong tủ lạnh lâu hỏng hơn. Nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ của các phản ứng hoá học và sinh hoá gây ôi thiu, nên thức ăn giữ được lâu hơn.

3. Ghi nhớ

• Tốc độ phản ứng đo bằng biến thiên nồng độ trong một đơn vị thời gian.
• Nồng độ, áp suất, nhiệt độ, diện tích bề mặt và chất xúc tác ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
• Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, không bị tiêu hao sau phản ứng.
• Chỉ va chạm hiệu quả mới tạo ra sản phẩm.