Động học phản ứng Phản ứng: A + B → P, tốc độ v = k[A][B]. a) Viết dạng tích phân nếu [A]0 = [B]0. b) Nếu ban đầu [A]0 = 0.10 M và thời gian bán biến đổi t1/2 = 200 s khi [A] = [B], tính k. c) Bàn luận...

a) Để viết dạng tích phân cho phản ứng A + B → P với tốc độ v = k[A][B], khi [A]0 = [B]0, ta sử dụng phương trình tích phân cho phản ứng bậc 2 đồng phân. Dạng tích phân sẽ được viết như sau: \[ \frac{1}{[A]} - \frac{1}{[A]_0} = kt \] Trong đó, [A]0 là nồng độ ban đầu của A và cũng là nồng độ ban đầu của B, vì [A]0 = [B]0. b) Khi [A]0 = 0.10 M và thời gian bán biến đổi t1/2 = 200 s, chúng ta biết rằng nửa nồng độ ban đầu của A xảy ra khi [A] = 0.05 M. Ta có thể thay t = 200 s và [A] = 0.05 M vào phương trình tích phân: \[ \frac{1}{0.05} - \frac{1}{0.10} = k \cdot 200 \] Tính toán như sau: \[ \frac{1}{0.05} = 20 \quad \text{và} \quad \frac{1}{0.10} = 10 \] Do đó: \[ 20 - 10 = k \cdot 200 \] \[ 10 = k \cdot 200 \] Giải để tìm k: \[ k = \frac{10}{200} = 0.05 \, \text{M}^{-1}\text{s}^{-1} \] c) Về ảnh hưởng của nhiệt độ lên hằng số k, chúng ta có thể liên hệ đến phương trình Arrhenius: \[ k = A \exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right) \] Trong đó: - \(k\) là hằng số tốc độ, - \(A\) là hằng số tiền tốc độ (pre-exponential factor), - \(E_a\) là năng lượng hoạt hóa, - \(R\) là hằng số khí lý tưởng (8.314 J/mol·K), - \(T\) là nhiệt độ (K). Khi nhiệt độ tăng, hằng số k cũng sẽ tăng do phần mũ \(-E_a/RT\) sẽ nhỏ lại, dẫn đến giá trị k lớn hơn. Điều này có nghĩa là phản ứng sẽ diễn ra nhanh hơn khi nhiệt độ cao hơn.