Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

12.3: Зв'язок між механізмами реакції та законами швидкості реакції

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    21127

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Велике значення хімічної кінетики полягає в тому, що вона може дати нам уявлення про фактичні реакційні шляхи (механізми), які реагенти приймають для формування продуктів реакцій. Аналіз механізму реакції для визначення типу закону ставки, який узгоджується (або не відповідає) конкретному механізму, може дати нам значне розуміння. Наприклад, реакція

    \[ A+ B \rightarrow C\]

    може бути запропоновано слідувати одним з двох механістичних шляхів:

    \[ \underbrace{A + A \xrightarrow{k_1} A_2}_{\text{step 1}}\]

    \[ \underbrace{ A_2 + B \xrightarrow{k_2} C}_{\text{step 2}}\]

    або

    \[ \underbrace{A \xrightarrow{k_1} A^*}_{\text{step 1}}\]

    \[ \underbrace{ A^* + B \xrightarrow{k_2} C}_{\text{step 2}}\]

    Перший закон швидкості передбачає, що реакція повинна бути другого порядку в\(A\), тоді як другий механізм передбачає, що вона повинна бути першого порядку в\(A\) (в тій межі, що наближення стійкого стану, розглянуте в наступних розділах, може бути застосовано до\(A_2\) і\(A^*\)). Виходячи з того, що спостережуваний закон ставки є першим або другим порядком в А, можна виключити один із законів ставки. На жаль, такий вид аналізу не може підтвердити конкретний механізм. Для того, щоб зробити такі висновки, необхідні й інші докази, такі як спектроскопічне спостереження певного проміжного продукту реакції, який може бути сформований лише за певним механізмом.

    Для того, щоб аналізувати механізми і прогнозувати закони швидкості, нам потрібно побудувати інструментарій методів і прийомів, які корисні в певних межах. Наступні кілька розділів будуть обговорювати цей вид аналізу, зокрема зосереджуючись на

    • Крок визначення швидкості наближення,
    • наближення сталого стану, і
    • наближення рівноваги.

    Кожен тип наближення важливий у певних межах, і вони часто використовуються в поєднанні один з одним для прогнозування остаточних форм законів ставки.