Khi tăng nồng độ chất tham gia, thì tốc độ phản ứng tăng

1. Khi tăng nồng độ chất tham gia, thì tốc độ phản ứng tăng:

Khi tăng nồng độ chất tham gia, thì tốc độ phản ứng tăng là một quy luật định lượng về ảnh hưởng của nồng độ chất tham gia đến tốc độ phản ứng. Quy luật này có thể được giải thích chi tiết như sau:

– Tốc độ phản ứng là đại lượng biểu thị cho lượng chất biến đổi trong một đơn vị thời gian. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có nồng độ chất tham gia.

– Nồng độ chất tham gia là đại lượng biểu thị cho lượng chất có mặt trong một đơn vị thể tích dung dịch. Nồng độ chất tham gia càng cao, tức là số lượng phân tử của chất càng nhiều trong một không gian nhất định.

– Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng có thể được giải thích như sau: Khi nồng độ của một chất phản ứng tăng lên, số lượng các phân tử của chất phản ứng cũng tăng lên. Điều này làm tăng khả năng va chạm giữa các phân tử của các chất phản ứng, do đó làm tăng xác suất xảy ra các va chạm hiệu quả. Các va chạm hiệu quả là những va chạm có đủ năng lượng và hướng để vượt qua ngưỡng năng lượng và dẫn đến sự hình thành các chất sản phẩm. Do đó, khi nồng độ của một chất phản ứng tăng lên, tốc độ phản ứng cũng tăng lên theo một tỷ lệ nhất định.

Tuy nhiên, không phải mọi phản ứng đều có sự ảnh hưởng như nhau của nồng độ chất tham gia. Một số phản ứng chỉ phụ thuộc vào nồng độ của một hoặc một số chất tham gia, còn một số phản ứng phụ thuộc vào nồng độ của tất cả các chất tham gia. Để biết được sự ảnh hưởng của nồng độ chất tham gia lên tốc độ phản ứng, ta cần xét đến hệ số phản ứng của các chất tham gia trong phương trình phản ứng.

2. Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng (Định luật tác dụng khối lượng):

Tốc độ phản ứng là thay đổi lượng chất phản ứng hoặc chất sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Tốc độ phản ứng có thể được biểu diễn bằng công thức:

tốc độ phản ứng = (thay đổi nồng độ chất phản ứng hoặc chất sản phẩm) / (thay đổi thời gian)

Định luật tác dụng khối lượng là một quan hệ giữa tốc độ phản ứng và nồng độ các chất phản ứng. Định luật này cho biết rằng tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với lũy thừa của nồng độ các chất phản ứng. Định luật có thể được biểu diễn bằng công thức:

Trong đó: CA, CB là nồng độ chất tham gia.

– Tốc độ phản ứng

Tốc độ phản ứng (R) bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Đây là lý do tại sao mỗi phản ứng hóa học có một quy luật tốc độ duy nhất – mỗi phản ứng có một nhóm chất phản ứng khác nhau, cũng như các điều kiện thí nghiệm khác nhau ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Tốc độ phản ứng được định nghĩa là nồng độ của sản phẩm hình thành khi phản ứng tiến triển theo thời gian, vì vậy chúng thường được biểu thị bằng nồng độ mol/thời gian tính bằng giây (M/s). – Hằng số tỷ lệ cụ thể Mỗi phản ứng đều có hằng số riêng trong phương trình tốc độ của nó. Hằng số tốc độ riêng (k) là hằng số tỷ lệ duy nhất cho mỗi phản ứng thí nghiệm. Điều này có nghĩa là giá trị của nó phụ thuộc vào các yếu tố khác trong thí nghiệm làm thay đổi tốc độ phản ứng, chẳng hạn như nhiệt độ. Ngay cả với cùng các hợp chất được sử dụng trong phản ứng, k có thể thay đổi khi các yếu tố làm thay đổi tốc độ khác thay đổi. Hơn nữa, đơn vị của hằng số tốc độ riêng phụ thuộc vào bậc của phản ứng. – Nồng độ mol của chất phản ứng Định luật tác dụng khối lượng sử dụng nồng độ mol của chất phản ứng để xác định tốc độ phản ứng. Thông thường, nồng độ chất phản ứng tăng lên sẽ làm tăng tốc độ phản ứng, vì có nhiều phân tử va chạm và phản ứng với nhau hơn. Ký hiệu “[A]” được đọc là “nồng độ mol của chất phản ứng A.” Nồng độ của chất phản ứng có đơn vị là nồng độ mol (M), hoặc mol chất tan/lít dung dịch. – Thứ tự của chất phản ứng và phản ứng Bậc của chất phản ứng (n,m) là công suất mà nồng độ của chất phản ứng được nâng lên trong công thức định luật tỷ . Thứ tự cho thấy, về mặt toán học, nồng độ của chất phản ứng ảnh hưởng đến định luật tỷ lệ như thế nào. Hãy bắt đầu với phiên bản đơn giản nhất của công thức định luật tác dụng khối lượng, . Khi bậc là 1 hoặc n = 1, điều này có nghĩa là mối quan hệ giữa nồng độ chất phản ứng A và tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận. Khi [A] tăng thì R sẽ tăng tương ứng. Nếu [A] tăng gấp đôi thì R cũng tăng gấp đôi. Khi bậc là 2, hoặc n = 2, điều này có nghĩa là tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với bình phương nồng độ của Chất phản ứng A. Khi [A] tăng, R sẽ tăng, nhưng không tỷ lệ thuận. Ví dụ: nếu [A] tăng gấp đôi thì R sẽ tăng gấp bốn lần (vì ). Khi bậc bằng 0 hoặc n = 0, điều này có nghĩa là tốc độ phản ứng không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ sự thay đổi nào về nồng độ của chất phản ứng. Điều này không có nghĩa là không cần đến chất phản ứng; chất phản ứng vẫn cần thiết trong phản ứng, nhưng lượng chất phản ứng không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Bậc tổng của phản ứng là tổng bậc của các chất phản ứng, n + m.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học:

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học là những điều kiện môi trường hoặc tính chất của các chất tham gia phản ứng, làm thay đổi tốc độ phản ứng. Có năm yếu tố chính là nồng độ, nhiệt độ, áp suất, diện tích bề mặt và chất xúc tác.

– Nồng độ: Khi nồng độ các chất phản ứng tăng, số lượng các phân tử, ion hay nguyên tử của chúng trong một đơn vị thể tích cũng tăng, do đó xác suất va chạm giữa các chất phản ứng cũng tăng, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

– Nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng, năng lượng của các chất phản ứng cũng tăng, do đó số lượng các phân tử có năng lượng vượt qua mức năng lượng kích hoạt cũng tăng, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

– Áp suất: Đối với các phản ứng có chất khí tham gia, khi áp suất tăng, thể tích của khí giảm, do đó nồng độ của khí tăng, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

– Diện tích bề mặt: Đối với các phản ứng có chất rắn tham gia, khi diện tích bề mặt của rắn tăng, số lượng các điểm tiếp xúc giữa rắn và các chất khác cũng tăng, do đó xác suất va chạm giữa các chất phản ứng cũng tăng, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

– Chất xúc tác: Chất xúc tác là chất không tham gia vào phản ứng nhưng có khả năng làm giảm năng lượng kích hoạt của phản ứng, do đó làm tăng số lượng các phân tử có năng lượng vượt qua mức năng lượng kích hoạt, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.