Tốc độ phản ứng trung bình là gì?
Tốc độ phản ứng trung bình cho biết nồng độ của một chất phản ứng hoặc sản phẩm thay đổi nhanh hay chậm trong một khoảng thời gian của phản ứng hóa học. Đại lượng này có đơn vị mol/(L·s). Vì chất phản ứng bị tiêu hao còn sản phẩm được tạo thành, ta dùng hệ số tỉ lượng để quy về một tốc độ phản ứng chung mà mọi chất trong phương trình đều thống nhất.
Cách dùng máy tính
Trước tiên hãy chọn xem bạn đang theo dõi chất phản ứng (nồng độ giảm dần) hay sản phẩm (nồng độ tăng lên). Sau đó nhập nồng độ ban đầu và nồng độ lúc sau (đơn vị mol/L), thời điểm đầu và thời điểm cuối (đơn vị giây), cùng hệ số tỉ lượng của chất đó trong phương trình đã cân bằng. Máy tính sẽ trả về tốc độ phản ứng trung bình, kèm theo độ biến thiên nồng độ và khoảng thời gian mà nó đã sử dụng.
Giải thích công thức
Đối với chất phản ứng A: tốc độ = \(-\dfrac{\Delta[\text{A}]}{a \cdot \Delta t}\). Dấu trừ giúp chuyển độ biến thiên nồng độ âm thành giá trị tốc độ dương. Đối với sản phẩm P: tốc độ = \(\dfrac{\Delta[\text{P}]}{b \cdot \Delta t}\). Việc chia cho hệ số (a hoặc b) sẽ chuẩn hóa tốc độ, để mọi chất đều cho cùng một giá trị tốc độ phản ứng chung.
$$\text{Rate} = -\frac{1}{\text{Coeff}} \cdot \frac{\text{Final Conc} - \text{Initial Conc}}{\text{Final Time} - \text{Initial Time}}$$
Ví dụ minh họa
Xét phản ứng 2 N₂O₅ → 4 NO₂ + O₂. Giả sử [N₂O₅] giảm từ 1,00 mol/L xuống 0,60 mol/L trong 10 s, với hệ số là 2. Khi đó \(\Delta[\text{A}] = 0{,}60 - 1{,}00 = -0{,}40\) mol/L và \(\Delta t = 10\) s. $$\text{Rate} = -\frac{-0{,}40}{2 \times 10} = \frac{0{,}40}{20} = 0{,}02 \ {\text{mol/(L}\cdot\text{s)}}$$
Câu hỏi thường gặp
Vì sao phải chia cho hệ số? Để tốc độ tiêu hao của chất phản ứng và tốc độ tạo thành của sản phẩm đều cho ra cùng một "tốc độ phản ứng" duy nhất cho phương trình.
Vì sao kết quả của chất phản ứng lại dương? Dấu trừ đứng trước triệt tiêu độ biến thiên nồng độ âm, nên tốc độ phản ứng luôn được báo cáo dưới dạng số dương.
Nếu để hệ số bằng 1 thì sao? Khi đó bạn nhận được tốc độ biến thiên của riêng chất đó, chưa được chuẩn hóa theo phương trình đã cân bằng.
