Các yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng?

Tốc độ phản ứng là độ thay đổi nồng độ của một trong các chất tham gia hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Vậy Các yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng? Hãy cùng Toploigiai tìm hiểu qua bài viết dưới đây!

Tổng quan về tốc độ phản ứng

- Tốc độ phản ứng là độ thay đổi nồng độ của một trong các chất tham gia hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian.

- Thực nghiệm cho thấy rằng có những phản ứng xảy ra gần như ngay tức khắc, như phản ứng nổ, nhưng cũng có những phản ứng xảy ra rất chậm, thường là phản ứng giữa các hợp chất cộng hóa trị, nhất là những hợp chất hữu cơ.

- Tốc độ phản ứng được xác định bằng độ biến thiên nồng độ của chất trong đơn vị thời gian, đơn vị là mol/ls hoặc mol/lh, mol/l.phút trong đó mol/l là đơn vị của nồng độ còn s, h, phút là đơn vị thời gian.

- Người ta phân biệt tốc độ trung bình với tốc độ tức thời của phản ứng hóa học. Nếu phản ứng có dạng tổng quát aA + bB = mM + nN thì tốc độ phản ứng có thể được xác định bằng độ giảm nồng độ hoặc của chất A hoặc của chất B hay bằng độ tăng nồng độ hoặc của chất M hoặc của chất N nhưng với quy ước lấy độ biến thiên nồng độ của chất chia cho hệ số của chất đó ở trong phương trình phản ứng.

- Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bản chất và nồng độ của các chất phản ứng, áp suất (nếu trong phản ứng có chất khí tham gia),nhiệt độ, bản chất của dung môi (nếu phản ứng được thực hiện trong dung dịch, sự có mặt của chất xúc tác...

* Công thức tính: 

- Đối với chất tham gia (nồng độ giảm dần): ΔC = Cđầu  –  Csau

- Đối với chất sản phẩm (nồng độ tăng dần): ΔC = Csau –  Cđầu

* Đối với phản ứng tổng quát dạng:  

a A   +   bB → cC   +   dD            

Yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

a. Ảnh hưởng của nồng độ

- Khi nồng độ chất phản ứng tăng thì tốc độ của phản ứng tăng.

b. Ảnh hưởng của nhiệt độ

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

- Khi nhiệt độ phản ứng tăng dẫn đến hai hệ quả sau:

+ Tốc độ chuyển động của các phân tử tăng, dẫn đến tần số va chạm giữa các chất phản ứng tăng.

+ Tần số va chạm có hiệu quả giữa các chất phản ứng tăng nhanh. Đây là yếu tố chính làm cho tốc độ phản ứng tăng nhanh khi tăng nhiệt độ.

Trong đó:

v_t1, v_t2: là tốc độ phản ứng ở nhiệt độ t1, t2

k: là hằng số tốc độ của phản ứng 

c. Ảnh hưởng của áp suất

- Đối với phản ứng có chất khi tham gia thì khi áp suất tăng (nồng độ chất khí tăng), tốc độ phản ứng sẽ tăng.

- Khi tăng áp suất, khoảng cách giữa các phân tử càng nhỏ, nên sự va chạm càng dễ có hiệu quả hơn, do đó phản ứng xảy ra nhanh hơn.

d. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt

- Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, khi diện tích bề mặt tăng thì tốc độ phản ứng sẽ tăng.

e. Ảnh hưởng của chất xúc tác

- Chất xúc tác được biết đến là chất có tác dụng làm biến đổi mãnh liệt tốc độ của phản ứng nhưng không bị tiêu hao trong phản ứng.

- Những chất xúc tác làm xúc tiến cho quá trình xảy ra nhanh hơn là chất xúc tác dương. Trong kĩ thuật hiện đại thì xúc tác dương được sử dụng một cách rộng rãi. 

Ví dụ: trong quá trình tổng hợp NH₃, sản xuất H₂SO₄,HNO₃, cao su nhân tạo, chất dẻo,…

- Những chất xúc tác làm cho quá trình xảy ra chậm được gọi là chất xúc tác âm.

Ví dụ: Quá trình oxi hóa Na₂SO₃ trong dung dịch thành Na₂SO₄ xảy ra chậm khi cho thêm glycerol.

Ý nghĩa thực tiễn của tốc độ phản ứng

- Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng được vận dụng nhiều trong đời sống và sản xuất.

- Thí dụ:

+ Nhiệt độ của ngọn lửa axetilen cháy trong oxi cao hơn nhiều so với cháy trong không khí, nên tạo nhiệt độ hàn cao hơn.

+ Thực phẩm nấu trong nồi áp suất mau chín hơn so với khi nấu ở áp suất thường.

+ Các chất đốt rắn như than, củi có kích thước nhỏ hơn sẽ cháy nhanh hơn.

+ Để tăng tốc độ tổng hợp NH₃ từ N₂ và H₂, người ta dùng chất xúc tác, tăng nhiệt độ và thực hiện ở áp suất cao.