Chất xúc tác có ảnh hưởng như thế nào đến cân bằng hóa học?

Chúng tôi xin giới thiệu bài Chất xúc tác có ảnh hưởng như thế nào đến cân bằng hóa học? được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Câu hỏi: Chất xúc tác có ảnh hưởng như thế nào đến cân bằng hóa học?

Lời giải:

Sử dụng một chất xúc tác làm phản ứng nhanh chóng đạt đến trạng thái cân bằng, bởi vì cả hai phản ứng thuận và nghịch đều được tăng tốc bởi cùng một yếu tố.

1. Chất xúc tác là gì?

+ Chất xúc tác vừa là một chất phản ứng và sản phẩm trong phản ứng, vì vậy nó không được tiêu thụ.

+ Xúc tác hoạt động bằng cách cho năng lượng hoạt hóa của phản ứng, làm cho nó nhiều hơn về mặt nhiệt động thuận lợi.

+ Chất хúᴄ táᴄ là một ᴄhất không bị tiêu hao bởi phản ứng hóa họᴄ, nhưng ᴄó táᴄ dụng làm giảm năng lượng hoạt hóa ᴄủa nó. Nói ᴄáᴄh kháᴄ, ᴄhất хúᴄ táᴄ ᴠừa là ᴄhất phản ứng ᴠừa là ѕản phẩm ᴄủa phản ứng hóa họᴄ. Thông thường, ᴄhỉ ᴄần một lượng rất nhỏ ᴄhất хúᴄ táᴄ để хúᴄ táᴄ một phản ứng.

+ Xúc tác là quan trọng! Khoảng 90% các hóa chất thương mại đang chuẩn bị sử dụng chất xúc tác.

2. Cáᴄh thứᴄ hoạt động ᴄủa хúᴄ táᴄ

+ Một ᴄhất хúᴄ táᴄ ᴄung ᴄấp một trạng thái ᴄhuуển tiếp kháᴄ ᴄho một phản ứng hóa họᴄ, ᴠới năng lượng hoạt hóa thấp hơn. Sự ᴠa ᴄhạm giữa ᴄáᴄ phân tử ᴄhất phản ứng ᴄó nhiều khả năng đạt đượᴄ năng lượng ᴄần thiết để tạo thành ѕản phẩm hơn là không ᴄó ѕự hiện diện ᴄủa ᴄhất хúᴄ táᴄ. Trong một ѕố trường hợp, một táᴄ dụng ᴄủa хúᴄ táᴄ là làm giảm nhiệt độ tại đó phản ứng ѕẽ хảу ra.

+ Xúᴄ táᴄ không làm thaу đổi ᴄân bằng hóa họᴄ ᴠì nó ảnh hưởng đến ᴄả tốᴄ độ thuận ᴠà nghịᴄh ᴄủa phản ứng. Nó không làm thaу đổi hằng ѕố ᴄân bằng. Tương tự, hiệu ѕuất lý thuуết ᴄủa phản ứng không bị ảnh hưởng.

3. Quá trình xúc tác là gì?

+ Quá trình xúc tác là quá trình làm thay đổi tốc độ của một phản ứng hóa học của một hay nhiều chất phản ứng, nhờ vào sự tham gia của một chất thêm vào gọi là chất xúc tác. Không giống các chất phản ứng khác trong phản ứng hóa học, một chất xúc tác không bị mất đi trong quá trình phản ứng. Với một chất xúc tác, cần ít năng lượng giải phóng hơn để đạt được trạng thái trung gian, nhưng tổng năng lượng giải phóng từ chất phản ứng sang chất tạo thành không đổi, có thể tăng tốc độ phản ứng hoá học lên nhiều lần, hàng chục lần, hàng trăm lần, nên rút ngắn được thời gian, tăng cao hiệu suất sản xuất. Chất xúc tác sinh học (hay còn gọi là enzyme) là protein đẩy nhanh tốc độ phản ứng hóa học.

+ Nói chung, hoạt động xúc tác là phản ứng hóa học giữa chất xúc tác và chất phản ứng, tạo thành các chất trung gian hóa học có khả năng phản ứng dễ dàng hơn với nhau hoặc với chất phản ứng khác, để tạo thành sản phẩm cuối cùng mong muốn. Trong quá trình phản ứng giữa chất trung gian hóa học và chất phản ứng, chất xúc tác được tái sinh. Phương thức phản ứng giữa chất xúc tác và chất phản ứng rất khác nhau và trong chất xúc tác rắn thường phức tạp. Điển hình của các phản ứng này là phản ứng axit - bazơ, phản ứng oxi hóa - khử, tạo phức chất phối trí và hình thành các gốc tự do. Với chất xúc tác rắn, cơ chế phản ứng bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi tính chất bề mặt và cấu trúc điện tử hoặc tinh thể. Một số chất xúc tác rắn, được gọi là chất xúc tác đa chức năng, có khả năng tương tác nhiều hơn một phương thức với các chất phản ứng; chất xúc tác sinh học được sử dụng rộng rãi cho các phản ứng cải biến trong ngành công nghiệp dầu khí.

+ Các phản ứng xúc tác là cơ sở của nhiều quá trình hóa học công nghiệp. Sản xuất chất xúc tác tự nó là một quá trình công nghiệp đang phát triển nhanh chóng

4. Các loại chất xúc tác

+ Hai loại chính của chất xúc tác là chất xúc tác không đồng nhất và chất xúc tác đồng nhất. Enzyme hoặc biocatalysts có thể được xem như là một nhóm riêng biệt hoặc là thuộc về một trong hai nhóm chính.

+ Chất xúc tác không đồng nhất là những người mà tồn tại trong một giai đoạn khác nhau từ phản ứng được xúc tác. Ví dụ, chất xúc tác rắn xúc tác cho phản ứng trong một hỗn hợp của chất lỏng hoặc khí là chất xúc tác không đồng nhất. Diện tích bề mặt là rất quan trọng để thực hiện chức năng của loại chất xúc tác.

+ Chất xúc tác đồng nhất tồn tại trong giai đoạn tương tự như các chất phản ứng trong phản ứng hóa học. Chất xúc tác kim loại hữu cơ là một loại chất xúc tác đồng nhất.

+ Enzyme là chất xúc tác protein-based. Họ là một trong những loại -chất xúc tác sinh. Enzyme hòa tan là chất xúc tác đồng nhất, trong khi các enzym màng-bound là chất xúc tác không đồng nhất. Biocatalysis được sử dụng để tổng hợp thương mại của acrylamide và-fructose corn syrup cao.

----------------------------------------

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn nội dung bài Chất xúc tác có ảnh hưởng như thế nào đến cân bằng hóa học? Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa học 10, Chuyên đề Vật Lý 10, Chuyên đề Hóa học 10, Giải bài tập Toán 10. Tài liệu học tập lớp 10 mà VnDoc tổng hợp biên soạn và đăng tải.