Bài giảng Động học các phản ứng phức tạp

ĐỘNG HỌC 
CÁC PHẢN ỨNG PHỨC TẠP
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
Phản ứng phức tạp
 Phản ứng thuận nghịch
Gồm nhiều phản ứng thành phần diễn ra đồng thời 
Các phản ứng phức tạp
 Phản ứng song song
 Phản ứng nốI tiếp
Nguyên lý độc lập
MỗI PƯ thành phần diễn ra theo qui luật động học độc lập 
không phụ thuốc vào các PƯ thành phần khác
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1. Phản ứng song song
KClO3
KCl O2
KClO4
6
2
3
3
+
+
+
+
+
KCl
OH
HNO3
OH
OH
OH
+ H2 O
NO 2
O2N
H2 O
H2 O
NO 2
NO 2
NO2
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1. Phản ứng song song
1.1. Phản ứng song song bậc 1
Phương trình động học
A
(a x)
k1
k2
X1 (x1) 
(x2)X2
 
 xak]A[k
dt
dx
dt
]X[d
v
xak]A[k
dt
dx
dt
Xd
v
22
22
2
11
11
1
Nguyên lý độc lập phản ứng
 xakk
dt
dx
dt
dx
dt
dx
vvv 21
21
21
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.1 Phản ứng song song bậc 1
Đặt k = k1 + k2
dx
k
k
dx
k
k
dx
dx
2
1
1
2
1
2
1 
 
  2
1
2
1
2
1
k
k
x
x
X
X
xa
a
t
kkk
xak
dt
dx
ln
1
21
constx
k
k
x 2
2
1
1
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.2. Phản ứng song song bậc 2
A 
( a x ) 
k 1 
k 2 
X 1 ( x 1 ) 
( x 2 ) X 2 
k n 
X n ( x n ) 
+ B 
( b x ) 
Phương trình động học
)(
)(
ln
).(
1
).(
1 xba
xab
bat
kk
xbxak
dt
dx
n
i
i

 ).(
111
xbxak
dt
dx
vv
n
i
i
n
i
i
n
i
i 
k
x
kkk
xxx
k
x
k
x
k
x
n
n
n
n 
...
....
....
21
21
2
2
1
1
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1. Phản ứng thuận nghịch
1.1. Phản ứng thuận nghịch bậc 1-1
Phương trình động học
 xbkv
xakv
nn
tt
Nguyên lý độc lập phản ứng
 xbkxak
dt
dx
vvv ntnt 
A B
kt
k n
 x
kk
bkak
kk
dt
dx
nt
nt
nt 
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.1 Phản ứng thuận nghịch bậc 1-1
xt
k
ln
1
 xk
dt
dx
cb
cb
n
t
nt
xb
xa
k
k
vv
   CBK 
1 
cb
cb
nt
K
baK
kkk
Tại trạng tháI cân bằng
 Biết được KCB và tỷ số k=kt/kn dễ dàng tính
được từng giá trị kt và kn của phản ứng
 x
kk
bkak
kk
dt
dx
nt
nt
nt 
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1. Phản ứng nối tiếp
1.1. Phản ứng nối tiếp bậc 1-1
dt
dz
dt
dy
dt
dx
zyx 
yk
dt
dz
dt
Cd
2
][
ykxak
dt
zxd
dt
dy
dt
Bd
21 )(
)(][
z y 
0 0 0
 21
xat
at
CBA kk
  
)(
][
1 xak
dt
dx
dt
Ad
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.1 Phản ứng nối tiếp bậc 1-1
xt
k
ln
1
  tktk ekek
kk
a
zC 21 11][ 12
12
 tktk eaxeaxaA 11 1..)(][ 
 tktk ee
kk
ka
yB 21
12
1.][ 
 Biết được KCB và tỷ số k=kt/kn dễ dàng tính
được từng giá trị kt và kn của phản ứng
Phương trình động học
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.2. Phản ứng nối tiếp bậc 1-1
t 
0
[A]
(1)
a
0
[B]
(2)
max
0 0
[C]
(3)
a
0
12
1
2
max
ln
kk
k
k
t
12
12
/1
/
1
2
max .][
kk
kk
k
k
aB
ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP
1.2. Phản ứng nối tiếp bậc 1-1
a
A
C
t
[]
B