Lý thuyết Bài tập về hệ số nhiệt độ Van't Hoff

- Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng càng lớn. Với đa số các phản ứng, khi nhiệt độ tăng 10^oC thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần. Giá trị γ = 2 ÷ 4 này được gọi là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.

- Mối liên hệ của hệ số Van’t Hoff với tốc độ và nhiệt độ như sau:

\[\frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = {\gamma ^{(\frac{{{T_2} - {T_1}}}{{10}})}}\]

Trong đó, v₂ và v₁ là tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T₂ và T₁ tương ứng.

Chú ý: Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff chỉ gần đúng trong khoảng nhiệt độ không cao.

 (cho biết tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần khi ∆t = 10^oC).

Ví dụ 1: Khi nhiệt độ tăng thêm 10^oC, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 2 lần. Tốc độ phản ứng sẽ tăng lên bao nhiêu lần khi nâng nhiệt độ từ 20^oC lên 70^oC?

A. 2 lần.                           B. 8 lần.

C. 16 lần.                         D. 32 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Áp dụng công thức: \[\frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = {\gamma ^{(\frac{{{T_2} - {T_1}}}{{10}})}}\]

\[ \Rightarrow {v_2} = {v_1} \times {2^{(\frac{{70 - 20}}{{10}})}} = {2^5}{v_1} = 32{v_1}\]

Vậy tốc độ phản ứng tăng 32 lần so với ban đầu.

Ví dụ 2: Khi nhiệt độ tăng thêm 10^oC, tốc độ phản ứng hoá học tăng lên 3 lần. Để tốc độ phản ứng đó (đang tiến hành ở 30^oC)  tăng lên 27 lần thì cần thực hiện phản ứng ở nhiệt độ bao nhiêu?

A. 40^oC.                          B. 50^oC.

C. 60^oC.                          D. 70^oC.

Hướng dẫn giải

Ta có hệ số nhiệt độ Van’t Hoff: γ = 3.

Áp dụng công thức: \[\frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = {\gamma ^{(\frac{{{T_2} - {T_1}}}{{10}})}}\]

\[\begin{array}{l} \Rightarrow {v_2} = {v_1} \times {3^{(\frac{{{T_2} - 30}}{{10}})}} = 27{v_1} = {3^3}{v_1}\\ \Rightarrow \frac{{{T_2} - 30}}{{10}} = 3 \Rightarrow {T_2} = 60\end{array}\]

Vậy phản ứng cần thực hiện ở 60^oC.