Этап определения скорости
-
Определение стадии, определяющей скорость
- Общая скорость реакции часто определяется самой медленной стадией.
- Стадия, определяющая скорость, упрощает математику и позволяет предсказывать уравнения скорости.
- Аналитическое решение дифференциальных уравнений может быть сложным, поэтому используется гипотеза об одном шаге.
-
Пример реакции NO2 + CO
- Реакция NO2 + CO → NO + CO2 имеет второй порядок для NO2 и нулевой порядок для CO.
- Возможный механизм: NO2 + NO2 → NO + NO3, NO3 + CO → NO2 + CO2.
- Первая стадия определяет скорость, так как почти весь NO3 расходуется на второй стадии.
-
Предварительное равновесие
- Если бы второй шаг определял скорость, то первый шаг был бы в равновесии.
- Это противоречит экспериментальному закону скорости.
-
Нуклеофильное замещение
- Реакция мономолекулярного нуклеофильного замещения (SN1) имеет первый шаг, определяющий скорость.
- Пример: основной гидролиз трет-бутилбромида.
-
Состав переходного состояния
- Коэффициенты концентрации в законе скорости указывают на состав активированного комплекса.
- Пример: реакция щавелевой кислоты и хлора.
-
Координатная диаграмма реакции
- Стадия, определяющая скорость, не обязательно соответствует наибольшей энергии Гиббса.
- Энергия активации зависит от энергии Гиббса переходного состояния.
-
Цепные реакции
- Скорость цепной реакции обычно не контролируется одним этапом.
-
Контроль диффузии
- Стадия, определяющая скорость, может быть транспортировкой реагентов.
- Это происходит, когда образование продукта из активированного комплекса происходит быстро.