Ví dụ · Nhiệt độ và quy tắc Van't Hoff · Hoá học 10

Ví dụ 1 (tăng nhiệt độ)

Hệ số nhiệt độ $\gamma = 2$ . Tăng nhiệt độ từ $40\ ^\circ\mathrm{C}$ lên $70\ ^\circ\mathrm{C}$ thì tốc độ tăng bao nhiêu lần? Một phản ứng hoàn thành sau $24$ phút ở $40\ ^\circ\mathrm{C}$ thì ở $70\ ^\circ\mathrm{C}$ cần bao lâu?

Giải.

$\Delta T = 30\ \text{K}$ , $x = 3$ : $\dfrac{v_2}{v_1} = 2^3 = 8$ lần.
$t_2 = \dfrac{24}{8} = 3$ phút.

Ví dụ 2 (rút ngắn thời gian, tìm $\Delta T$ )

Với $\gamma = 2$ , muốn rút thời gian phản ứng từ $64\ \text{s}$ xuống $4\ \text{s}$ phải tăng nhiệt độ bao nhiêu độ?

Giải. Tỉ số $\dfrac{64}{4} = 16 = 2^4$ nên $x = 4$ , $\Delta T = 40\ \text{K}$ (tức tăng $40\ ^\circ\mathrm{C}$ ).

Ví dụ 3 (tìm $\gamma$ ; hạ nhiệt độ)

(a) Khi tăng nhiệt độ thêm $30\ ^\circ\mathrm{C}$ , tốc độ phản ứng tăng $27$ lần. Tìm $\gamma$ . (b) Với $\gamma = 3$ , hạ nhiệt độ từ $60\ ^\circ\mathrm{C}$ xuống $40\ ^\circ\mathrm{C}$ : tốc độ đổi thế nào?

Giải.

(a) $\gamma^{3} = 27 \Rightarrow \gamma = 3$ .

(b) $x = \dfrac{40 - 60}{10} = -2$ : $\dfrac{v_2}{v_1} = 3^{-2} = \dfrac19$ : tốc độ giảm $9$ lần.

Ví dụ 4 (nhiệt độ và nén thể tích)

Phản ứng $2\mathrm{NO} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{NO_2}$ có $v = k[\mathrm{NO}]^2[\mathrm{O_2}]$ , $\gamma = 2$ . (a) Tăng nhiệt độ từ $30\ ^\circ\mathrm{C}$ lên $50\ ^\circ\mathrm{C}$ và nén hỗn hợp để thể tích giảm $2$ lần: tốc độ tăng bao nhiêu lần? (b) Chỉ nén như vậy, cần hạ nhiệt độ bao nhiêu độ để tốc độ trở lại như ban đầu?

Giải.

(a) Hệ số do nhiệt độ: $2^{20/10} = 4$ . Hệ số do nén: $2^{3} = 8$ (tổng số mũ $3$ ). Tốc độ tăng $4\times8 = 32$ lần.

(b) Nén làm tốc độ tăng $8$ lần; cần $\gamma^{x} = \dfrac18$ , tức $2^{x} = 2^{-3}$ , $x = -3$ : hạ $30\ ^\circ\mathrm{C}$ .

Bước 1 / 4

v = k [NO]^{2} [O_{2}]

,

γ = 2

: nhiệt độ đổi

k

, nén đổi nồng độ.

Ví dụ 5 (sữa tươi trong tủ lạnh)

Sữa tươi ở $30\ ^\circ\mathrm{C}$ để được $6$ giờ; quá trình làm hỏng sữa có $\gamma = 2{,}5$ . (a) Để ở $5\ ^\circ\mathrm{C}$ thì được bao lâu? (b) Muốn để được $48$ giờ thì phải giữ ở nhiệt độ nào?

Giải.

(a) $x = \dfrac{30 - 5}{10} = 2{,}5$ ; $2{,}5^{2{,}5} \approx 9{,}88$ . $t_2 = 6\times9{,}88 \approx 59{,}3$ giờ (khoảng $2{,}5$ ngày).

(b) $\dfrac{48}{6} = 8 = 2{,}5^{x} \Rightarrow x = \dfrac{\ln 8}{\ln 2{,}5} \approx 2{,}27$ ; $\Delta T \approx 22{,}7\ \text{K}$ ; $T_2 \approx 30 - 22{,}7 = 7{,}3\ ^\circ\mathrm{C}$ .

Nhiệt độ và quy tắc Van't Hoff

01Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1 (tăng nhiệt độ)

Ví dụ 2 (rút ngắn thời gian, tìm ΔT\Delta TΔT)

Ví dụ 3 (tìm γ\gammaγ; hạ nhiệt độ)

Ví dụ 4 (nhiệt độ và nén thể tích)

Ví dụ 5 (sữa tươi trong tủ lạnh)

Ví dụ 2 (rút ngắn thời gian, tìm $\Delta T$ )

Ví dụ 3 (tìm $\gamma$ ; hạ nhiệt độ)