Một phản ứng A + B ⇌ C (cân bằng nhanh) → P (chậm). a. Dùng giả thiết cân bằng trước, suy ra biểu thức tốc độ sinh P theo [A] và [B]. b. Nêu cách thực nghiệm để kiểm tra giả thiết cân bằng trước (thay...

a. Để xây dựng biểu thức tốc độ sinh P theo nồng độ [A] và [B], ta có thể giả định rằng phản ứng A + B ⇌ C đã đạt được cân bằng nhanh trước khi phản ứng chậm diễn ra. Theo định luật tác dụng khối lượng cho phản ứng cân bằng, ta có: \[ K_{eq} = \frac{[C]}{[A][B]} \] Trong đó \( K_{eq} \) là hằng số cân bằng. Khi phản ứng diễn ra, nồng độ của C sẽ tăng lên trong khi nồng độ của A và B sẽ giảm xuống. Từ đó, ta có thể biểu diễn nồng độ của C bằng nồng độ của A và B: \[ [C] = K_{eq} \cdot [A][B] \] Vì phản ứng sinh P là một phản ứng chậm, nên tốc độ phản ứng sinh P sẽ tỷ lệ với nồng độ của C, tức là: \[ v = k[C] = kK_{eq} \cdot [A][B] \] Vậy biểu thức tốc độ sinh P theo [A] và [B] là: \[ v = k' \cdot [A][B] \] Trong đó \( k' = kK_{eq} \). b. Để kiểm tra giả thiết cân bằng trước, ta có thể thực hiện các bước sau: 1. **Thay đổi nồng độ ban đầu**: Thay đổi nồng độ ban đầu của A hoặc B và quan sát sự thay đổi tốc độ ban đầu của phản ứng. 2. **Đo tốc độ ban đầu**: Sử dụng phương pháp đo quang phổ hoặc các phương pháp phân tích hóa học khác để đo tốc độ hình thành sản phẩm P trong những điều kiện khác nhau. 3. **So sánh tốc độ**: Nếu tốc độ phản ứng tỷ lệ với tích nồng độ của [A] và [B], thì giả thiết cân bằng trước được xác nhận. c. Nếu thấy tốc độ tỷ lệ bậc hai theo [A], điều này có thể gợi ý rằng cơ chế phản ứng có thể bao gồm một bước trung gian mà trong đó hai phân tử A tham gia vào quá trình tạo thành sản phẩm. Cụ thể, có thể xảy ra phản ứng đồng thời giữa hai phân tử A trước khi liên kết với B, điều này dẫn đến sự phụ thuộc bậc hai vào nồng độ của A. Nói cách khác, có khả năng cơ chế xảy ra có thể là: 1. Hai phân tử A kết hợp lại để tạo thành một phức hợp trung gian. 2. Phức hợp này sau đó tương tác với B để tạo ra sản phẩm P. Cần nghiên cứu thêm về các bước trung gian và năng lượng activation để xác nhận cơ chế này.