AP Chemistry

định luật tốc độrate law

rate lawVietnamese: định luật tốc độ

Còn gọi:Also called: rate equation

Định luật tốc độ là hệ thức toán học biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ phản ứng và nồng độ các chất tham gia.A rate law is the mathematical equation that relates the rate of a reaction to the concentrations of the species involved.

Trực giác: Hãy nghĩ đến một sàn nhảy: người trên sàn càng đông thì càng nhiều cặp va chạm xảy ra mỗi phút, nhưng mức độ nhạy của số va chạm với mật độ người khác nhau tuỳ cách họ di chuyển — và chỉ có quan sát thực tế mới cho ta biết mức đó là bao nhiêu.Intuition: Picture a dance floor: the more people on it, the more collisions happen each minute. But how sharply the collision rate responds to the crowd depends on how the dancers move, and only watching the floor tells you how sharply.

Công thức chínhKey formula

\text{Rate} = k[A]^m[B]^n

Định nghĩa đầy đủFull definition1 phút đọc1 min read

Định luật tốc độ (rate law) là phương trình mô tả tốc độ phản ứng theo nồng độ các chất phản ứng. Các số mũ là bậc riêng; tổng của chúng là bậc tổng. Hằng số tốc độ $k$ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng, nhưng không phụ thuộc nồng độ.

Các bậc được xác định bằng thực nghiệm, không suy từ hệ số tỉ lượng. Chỉ trong phản ứng sơ cấp, chúng mới trùng các hệ số này.

A rate law expresses the rate of a reaction in terms of reactant concentrations. The exponents are the orders with respect to each reactant, and their sum is the overall order. The rate constant $k$ depends on temperature and on the identity of the reaction, but not on concentration.

Orders must be found experimentally; they cannot be read off the stoichiometric coefficients. Only for an elementary step do the orders match those coefficients.

Ký hiệuNotation

k

[\text{A}]

m

n

k

[\text{A}]

m

n

Đơn vịUnitsTốc độ: M/s; đơn vị của

k

phụ thuộc bậc tổng cộngRate: M/s; the units of

k

depend on the overall reaction order

Giải nghĩa công thứcFormula breakdown1 công thức1 formula

\text{Rate} = \htmlClass{fp-2}{k \htmlClass{fp-0}{[A]^m} \htmlClass{fp-1}{[B]^n}}

\text{Rate} = \htmlClass{fp-2}{k \htmlClass{fp-0}{[A]^m} \htmlClass{fp-1}{[B]^n}}

Dùng để biểu diễn tốc độ theo nồng độ ở nhiệt độ cố định; các bậc $m$ , $n$ được xác định bằng thực nghiệm.Expresses the rate in terms of concentrations at a fixed temperature; the orders $m$ and $n$ are determined experimentally.

Trong đóWhere

\text{Rate}

tốc độ phản ứng — M/sreaction rate — M/s

k

hằng số tốc độ (rate constant), đặc trưng cho phản ứng ở nhiệt độ xác địnhrate constant, characteristic of a reaction at a given temperature

[A]

nồng độ chất phản ứng A — Mconcentration of reactant A — M

[B]

nồng độ chất phản ứng B — Mconcentration of reactant B — M

m

bậc phản ứng đối với chất A, xác định bằng thực nghiệmreaction order with respect to A, determined experimentally

n

bậc phản ứng đối với chất B, xác định bằng thực nghiệmreaction order with respect to B, determined experimentally

Hay hiểu saiCommon misconceptions3 ý · 1 phút đọc3 points · 1 min read

Không suy bậc phản ứng từ hệ số tỉ lượng, trừ phản ứng sơ cấp.

Bậc riêng do thực nghiệm xác định; bậc tổng là tổng các số mũ, không phải tích.

Nếu các chất khác giữ nguyên, nồng độ gấp đôi và tốc độ gấp bốn nghĩa là bậc hai.

Lấy tỉ số nồng độ lũy thừa $x$ bằng tỉ số tốc độ.

$k$ không phải hằng số ở mọi nhiệt độ.

Nó không đổi theo nồng độ tại một nhiệt độ xác định, nhưng phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng.

Reaction orders cannot be taken from stoichiometric coefficients unless the step is elementary.

Each order comes from experimental data, and the overall order is the sum of the exponents, not their product.

If everything else is held constant, doubling a concentration and quadrupling the rate means second order.

Set the concentration ratio raised to the power $x$ equal to the rate ratio and solve for $x$ .

The value of $k$ is not the same at every temperature.

At one fixed temperature it is independent of concentration, but it changes with temperature and with the reaction itself.

Mẹo phòng thiExam tips2 mẹo2 tips

Lập tỉ số trước khi xác định bậc phản ứng.

Chọn hai thí nghiệm chỉ khác nồng độ một chất, rồi đặt tỉ số tốc độ bằng tỉ số nồng độ lũy thừa bậc cần tìm.

Tính $k$ và kiểm tra đơn vị.

Sau khi tìm các bậc, thay một bộ dữ liệu vào định luật tốc độ; các bộ khác phải cho $k$ xấp xỉ nhau.

Form ratios before you solve for an order.

Pick two trials that differ in only one reactant's concentration, then set the ratio of rates equal to the concentration ratio raised to the unknown order.

Calculate $k$ and check its units.

Once you have the orders, substitute one data set into the rate law; the remaining sets should give nearly the same $k$ .

Tần suất trong đề AP ChemistryHow often it shows up on AP ChemistryThường xuyênVery common

Khái niệm này sinh ra từ đâuWhere the concept comes from1 phút đọc1 min read

thế kỷ 19Cato GuldbergPeter Waage

Thế kỷ 19, Cato Guldberg và Peter Waage đề xuất định luật tác dụng khối lượng để giải thích điều gì quyết định phản ứng nhanh hay chậm.

In the 19th century, Cato Guldberg and Peter Waage proposed the law of mass action to explain what makes a reaction fast or slow.

Vì sao mang đúng cái tên này? Cái tên nghe có vẻ mâu thuẫn: đã gọi là "định luật" mà lại không suy ra được từ lý thuyết hay từ phương trình phản ứng. Lý do nằm ở lịch sử của nó. Guldberg và Waage không xuất phát từ một mô hình phân tử nào cả, mà từ quan sát rằng lượng chất có mặt càng nhiều thì phản ứng càng mạnh — nên phát biểu của họ là một quy luật rút ra từ số liệu, đúng nghĩa "định luật" theo cách hiểu thời đó. Phần "tốc độ" trong tên gọi chỉ rõ đại lượng mà biểu thức này mô tả, tức là tốc độ phản ứng chứ không phải mức độ hoàn thành hay vị trí cân bằng. Vì vậy tài liệu tiếng Anh thường gọi đầy đủ là phương trình tốc độ thực nghiệm (empirical rate equation), trong đó chữ "empirical" mang nghĩa "rút ra từ quan sát". Hiểu được gốc gác này thì học viên sẽ không còn ngạc nhiên khi đề thi bắt xác định bậc phản ứng bằng bảng số liệu thay vì bằng hệ số cân bằng.

Nguồn đối chiếuSources

Bạn nắm chắc chưa?Check your understanding

Quiz câu thật từ ngân hàng đềReal exam questions from our question bank

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.A few real questions on exactly this concept, graded instantly with an explanation for every choice — the system remembers how well you know it.

Tạo tài khoảnCreate an account

Học tiếp từ đâyKeep learning

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termGiới thiệu về định luật tốc độĐộng học · khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termTốc độ phản ứngĐộng học · khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termĐộng họcĐộng học · khoácourse AP Chemistry

Cần trướcLearn firstnồng độconcentration

Dẫn tớiLeads tocơ chế phản ứngreaction mechanism

Liên quanRelatedtốc độ phản ứngrate of reaction hằng số tốc độrate constantbậc phản ứngorder of reaction (sắp có)(coming soon)

Mục tiêu và lộ trình unit ai cũng xem được — làm bài tập và lưu tiến độ thì cần đăng nhập.Anyone can view a unit's goals and roadmap — sign in to do the exercises and save your progress.

Hay nhầm vớiOften confused with

Thuật ngữTermKhác nhau ở đâuHow they differHay nhầm khiMixed up when

phương trình động học tích phân (integrated rate law)integrated rate law

Khác nhau ở đâuHow they differĐịnh luật tốc độ biểu diễn tốc độ tức thời theo nồng độ tại một khoảnh khắc. Phương trình động học tích phân biểu diễn nồng độ như hàm số của thời gian đã trôi qua.

Hay nhầm khiMixed up whenKhi đề bài cho bảng nồng độ theo thời gian và yêu cầu tìm bậc phản ứng, thí sinh nhầm dùng định luật tốc độ thay vì phương trình tích phân.

Cùng chủ đềSame topic

Nguồn tham khảoReferences

[1]Chemistry The Central Science in SI Units 15th Expanded Global Edition. tr. 17, 660, 668.