Lý thuyết Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào các yếu tố: nồng độ, áp suất, diện tích bề mặt, nhiệt độ, chất xúc tác.

1. Ảnh hưởng của nồng độ

- Nồng độ các chất phản ứng càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.

Giải thích: Khi tăng nồng độ các chất phản ứng, dẫn đến số lượng va chạm có hiệu quả giữa các phân tử phản ứng tăng, làm tốc độ phản ứng tăng.

2. Ảnh hưởng của áp suất

- Áp suất của các chất phản ứng ở thể khí càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.

- Giải thích: Đối với các chất khí, nồng độ của chất khí tỉ lệ với áp suất của nó. Do vậy, khi áp suất chất tham gia phản ứng ở thể khí tăng lên, sẽ làm nồng độ chất khí tăng lên, từ đó làm tăng tốc độ phản ứng.

- Chú ý: Việc thay đổi áp suất không làm ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng không có chất khí tham gia.

3. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt

- Diện tích bề mặt càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.

- Giải thích: Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, số va chạm giữa các chất đầu tăng lên, số va chạm hiệu quả tăng theo, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

- Chú ý:

+ Nếu kích thước hạt càng nhỏ thì tổng diện tích bề mặt càng lớn, nên có thể tăng diện tích tiếp xúc bằng cách đập nhỏ hạt.

+ Ngoài ra có thể tăng diện tích bề mặt của khối chất bằng cách tạo nhiều đường rãnh, lỗ xốp trong lòng khối chất đó. Khi đó diện tích bề mặt bao gồm diện tích bề mặt trong và diện tích bề mặt ngoài.

4. Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng càng lớn. Với đa số các phản ứng, khi nhiệt độ tăng lên 10^oC thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần. Giá trị g = 2 – 4 này 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:

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

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

- Chú ý: Khi tăng nhiệt độ, các hạt (phân tử, nguyên tử hoặc ion) sẽ chuyển động nhanh hơn, động năng cao hơn. Khi đó, số va chạm hiệu quả giữa các hạt tăng lên dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

5. Ảnh hưởng của chất xúc tác

- Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng không bị thay đổi cả về lượng và chất sau phản ứng.

- Ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng được giải thích dựa vào năng lượng hoạt hóa. Đây là năng lượng tối thiểu cẩn cung cấp cho các hạt (nguyên tử, phân tử hoặc ion) để va chạm giữa chúng gây ra phản ứng hóa học.

Ví dụ 1: Khi cho cùng một lượng magnesium vào cốc đựng dung dịch acid HCl, tốc độ phản ứng sẽ lớn nhất khi dùng magnesium ở dạng nào sau đây?

A. Viên nhỏ.                                                 

B. Bột mịn, khuấy đều.   

C. Lá mỏng.                                                 

D. Thỏi lớn.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Tốc độ phản ứng sẽ lớn nhất khi sử dụng magnesium ở dạng bột mịn, khuấy đều do khi đó diện tích bề mặt magnesium là lớn nhất.

Ví dụ 2: Yếu tố nào dưới đây đã được sử dụng để làm tăng tốc độ phản ứng khi rắc men vào tinh bột đã được nấu chín (cơm, ngô, khoai, sắn) để ủ rượu?

A. Nhiệt độ.                    B. Chất xúc tác.               

C. Nồng độ                     D. Áp suất.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Trong quá trình ủ rượu, men đóng vai trò là chất xúc tác.