Tốc độ phản ứng và chất xúc tác

I. Khái niệm tốc độ phản ứng

Các phản ứng đốt cháy (cồn, than, củi, giấy …) xảy ra ngay lập tức, kèm theo sự toả nhiệt và phát sáng. Cồn, than, củi, giấy … biến đổi nhanh thành khí carbon dioxide và hơi nước.

Dây thép, cửa sắt … để ngoài không khí sau một thời gian có thể xuất hiện lớp gỉ màu nâu, xốp.

Sắt bị gỉ

Ta nói rằng: Các phản ứng đốt cháy xảy ra với tốc độ rất nhanh, phản ứng của sắt với oxygen trong không khí ẩm xảy ra với tốc độ chậm hơn.

Trong một phản ứng, để xác định tốc độ của phản ứng, ta có thể đo sự thay đổi của thể tích chất khí, khối lượng chất rắn hoặc nồng độ chất tan trong một khoảng thời gian.

II. Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Tốc độ của phản ứng hoá học phụ thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ, nồng độ, diện tích bề mặt tiếp xúc của các chất tham gia phản ứng, chất xúc tác…

1. Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

Khi tăng nồng độ của chất tham gia phản ứng, tốc độ của phản ứng tăng lên.

Ví dụ: Cho vào ống nghiệm (1) khoảng 5 mL dung dịch HCl 0,1 M; ống nghiệm (2) khoảng 5 mL dung dịch HCl 1 M.

Nhẹ nhàng đưa lần lượt 2 đinh sắt vào 2 ống nghiệm và thấy phản ứng ở ống nghiệm (2) (tức ống nghiệm chứa HCl 1 M) xảy ra nhanh hơn..

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.

Khi tăng nhiệt độ của chất tham gia phản ứng, tốc độ của phản ứng tăng lên.

Ví dụ: Lấy hai cốc nước, một cốc nước lạnh và một cốc nước nóng, cho đồng thời vào mỗi cốc một viên C sủi. Phản ứng ở cốc nước nóng xảy ra nhanh hơn.

3. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt tiếp xúc đến tốc độ phản ứng.

Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất tham gia phản ứng, tốc độ của phản ứng tăng lên.

Ví dụ: Để nung đá vôi thành vôi sống được nhanh hơn, cần đập nhỏ đá vôi.

4. Ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng.

Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng nhưng không bị biến đổi về khối lượng, tính chất hoá học sau phản ứng.

Ví dụ:

MnO₂ làm tăng tốc độ phản ứng phân hủy H₂O₂. 

Enzyme amylase có trong nước bọt và trong dịch tiết của hệ tiêu hóa giúp đẩy nhanh tốc độ phản ứng chuyển hóa tinh bột thành đường.

Với các phản ứng có sản phẩm tạo thành là chất khí hoặc chất kết tủa, để so sánh tốc độ của phản ứng có thể dựa vào việc quan sát tốc độ thoát khí hoặc tốc độ xuất hiện kết tủa.

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

Trong công nghiệp, các quá trình sản xuất hoá chất thường dùng chất xúc tác để đẩy nhanh tốc độ phản ứng.