CHẤT XÚC TÁC TRONG PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

Các yếu tố làm tăng tốc độ phản ứng bao gồm nồng độ (đối với dung dịch), áp suất (đối với chất khí), nhiệt độ, diện tích tiếp xúc của các chất và chất xúc tác. Trong đó, chất xúc tác là yếu tố khác với các yếu tố còn lại. Khi tăng 4 yếu tố còn lại thì tốc độ phản ứng tăng còn đối với chất xúc tác thì sự có mặt của nó làm cho tốc độ phản ứng tăng mà khối lượng và bản chất của nó không bị thay đổi sau khi phản ứng kết thúc.

Chất xúc tác có thể được chia thành hai nhóm chính: chất xúc tác đồng thể và chất xúc tác dị thể. Trong một phản ứng dị thể, chất xúc tác ở một pha khác (rắn, lỏng hoặc khí) so với các chất phản ứng. Trong một phản ứng đồng thể, chất xúc tác ở cùng pha với các chất phản ứng. Các xúc tác dị thể đều trải qua giai đoạn giống nhau.

Học sinh làm thí nghiệm chuyển hoá propanol thành propene sử dụng xúc tác là bột nhôm, sau đó tiếp tục chuyển hoá propene thành propanol với xúc tác là palladium.

Thí nghiệm 1:

Hai ống tiêm thủy tinh được nối với ống xúc tác có chứa bột nhôm (Hình 1). Ống tiêm có thể tích 1 ml chứa đầy 1 ml propanol. Tiếp theo, thiết bị được giữ trên ngọn lửa của đèn đốt và ống xúc tác bột nhôm được làm nóng nhẹ trong khi propanol lỏng được đưa từ từ vào ống xúc tác. Chất lỏng chảy qua ống cho đến khi chạm vào vùng nóng, sau đó nó bay hơi, phản ứng với chất xúc tác và thoát ra khỏi ống xúc tác dưới dạng khí propene vào ống tiêm thu khí có thể tích là 60 mL. quy trình được lặp lại với lượng propanol và bột nhôm khác nhau và lượng propene dạng khí thu được được ghi lại (Bảng 1).

() (nhiệt độ sôi là )

Hình 1: Mô hình thí nghiệm 1

Bảng 1. Kết quả của thí nghiệm 1

Thử nghiệm	Thể tích của propanol (mL)	Khối lượng của hạt nhôm (g)	Thể tích của propene (mL)
1	1	1,75	58
2	1	1	49
3	0,5	1,75	28
4	0,75	1,75	45

Thí nghiệm 2:

Một ống tiêm chất phản ứng chứa đầy thể tích hydrogen và propene bằng nhau. Ống tiêm chất phản ứng và ống tiêm thu sản phẩm được nối với ống xúc tác chứa đầy palladium rắn như trong hình 2. Sau đó hỗn hợp hydrogen-propene được truyền từ từ qua chất xúc tác, phản ứng xảy ra và propane được thu vào ống tiêm thu. Quy trình được lặp lại nhiều lần, thay đổi khoảng thời gian chất phản ứng được truyền qua chất xúc tác. Kết quả được thể hiện ở bảng 2.

Hình 2. Mô hình thí nghiệm 2

Bảng 2. Kết quả thực hiện thí nghiệm 2

Thử nghiệm	Thể tích của hydrogen (mL)	Thể tích của propene (mL)	Thời gian chất phản ứng đi qua chất xúc tác (giây)	Thể tích của ống sản phẩm (mL)
1	30	30	60	56
2	30	30	45	52
3	30	30	30	49
4	30	30	15	0

Lời giải thích hợp lý nhất cho việc tại sao không thu được propane trong thử nghiệm 4 của thí nghiệm 2 là