химический каталог




Органикум. Том 1

Автор X.Беккер, Г.Домшке, Э.Фангхенель и др.

исперсионных взаимодействий. При s>30 эти растворители способствуют диссоциации ионных пар и солей.

3.4. КАТАЛИЗ

Многие реакции ускоряются при добавлении катализатора. Катализатор реагирует с одним из исходных веществ, образуя реакционноспособный промежуточный продукт, дальнейшее превращение которого в конечные продукты сопровождается регенерацией катализатора. Таким образом, создается новый путь к конечным продуктам, который также требует энергии активации, но уже гораздо меньшей, по сравнению с некатали-зируемой реакцией.

Энергетические отношения между исходными веществами и конечными продуктами при этом не изменяются, так что катализатор не влияет на положение равновесия: прямую и обратную реакции он ускоряет одинаково.

Рассмотрим катализируемую протонами енолизацию метилкетона:

СН3-С=0 + Н® ====* СНЗ-С-О-Н СН2=С-0-Н + НВ

R R R

(В. 39)

206

Общие положения

4. Кислотно-основные реакции

207

Вспомнив принцип Боденштейна, запишем кинетическое уравнение (В.40, а)

г= Макетов] \Н®\ =к[н<в] [кетон] = к' [кетон] (В.40)

а 6 в

Поскольку катализатор Н® во время реакции не расходуется, его концентрация остается постоянной, и при экспериментальном определении кинетики получают уравнение (В.40, в) с константой скорости &'=?(№]. Если концентрация Нв возрастает, то растет и к*, а тем самым и скорость реакции. Деление к' на концентрацию Нв дает константу к в полном кинетическом уравнении (<5).

Таким образом, катализатор является веществом, которое входит в кинетическое, но не входит в стехиометрическое уравнение реакции.

Примеры кислотно-основного катализа можно найти в разд. Г,7, примеры катализа кислотами Льюиса — в разд. Г.2.2.2, Г.5.1.5, Г.5.1.7 и др., примеры катализа комплексами переходных металлов — в разд. Г,4.5.

При гетерогенном катализе, когда в качестве катализатора действует твердое вещество, промежуточные продукты образуются при хемосорбции реагирующих веществ на поверхности катализатора. Здесь к химико-кинетическим процессам прибавляются транспортные: диффузия исходных веществ к поверхности катализатора и продуктов реакции от катализатора. Это нередко приводит к очень сложным соотношениям. Примеры гетерогенных каталитических реакций можно найти в разд. Г.4.5.2 и Г.6.3.2. Процессы переноса играют роль и в катализе с переносом фаз, описанном в разд. Г.2.4.2.

4. КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ

Кислотно-основные реакции представляют собой типичные равновесные процессы. Очень многие органические превращения проходят гетеролитически, т. е. как кислотно-основные реакции [уравнение (В.1)]. Поэтому количественное рассмотрение этих процессов имеет большое значение для проблемы реакционной способности в органической химии.

По Бренстеду кислотами являются вещества, способные отдавать протоны (т. е. вещества — доноры протонов), а основаниями— вещества, способные принимать протоны (акцепторы протонов):

А—Н ^ Ае + Н® (В.41а)

кислота основание протон

Протонированное основание А—Н часто называют сопряженной кислотой основания Ае.

Кислотно-основной характер не связан с каким-то определенным зарядом молекулы (достаточно сравнить кислоты Н—CI, Н—NHj+, HS04-).

Реакция между кислотой Бренстеда и основанием Бренстеда состоит в переносе протона от кислоты к основанию

А—Н + В ^ А9 + Н—В® (В.416)

кислота 1 основание 2 основание 1 кислота 2

Из этого уравнения следует, что кислотность и основность взаимосвязаны, т. е. они должны рассматриваться только совместно. Кислотность и основность — величины относительные, зависящие от партнера и реакционной среды.

В водных растворах кислот в роли основания выступает вода

A—H-fHjO ^ Ав + Н,0® (В.41в)

Константу равновесия этой реакции, умноженную на концентрацию воды (постоянную в разбавленных растворах), принято называть константой кислотности Ка

к« [НА] <В42'

Эта константа характеризует кислотность кислоты Бренстеда в водном растворе. Взятый с обратным знаком десятичный логарифм (аналогично рН) обозначают рКа

— ЫКа^рКа (В.43)

рКа тем меньше, чем больше кислотность соединения А—Н.

В водных растворах оснований вода выступает в роли кислоты

B + HjO 5* ВН® + ОНв (В.44)

Мерой основности аналогично рКа служит взятый с обратным знаком десятичный логарифм константы основности (рКв).

Кислотность ВН", сопряженной кислоты основания В, можно выразить через рКа или рКпъ®

ВН© + НаО B + HsO® (В.45)

Поскольку в водных растворах кислотность и основность сопряженной кислотно-основной пары связаны друг с другом через ионное произведение воды (JрЯв-т-рКвн©=14 или pKHA+pffAe = 14 (В.46)

Для более наглядного сравнения основность часто выражают в шкале рКа, т. е. используют рЛив® сопряженной кислоты для характеристики основания В.

208

Общие положения

4. Кислотно-основные реакции

209

Сопряженная кислота какого-либо основания тем слабее, а рКнъ& тем больше, чем сильнее основание.

рКа некоторых веществ приведены в табл. 24. Видно, что кислотность и основность с

страница 70
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178

Скачать книгу "Органикум. Том 1" (9.50Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Кликни, получи скидку по промокоду "Галактика" в KNS - 10K4002DRU - всегда быстро, выгодно и удобно.
охладитель электрический rf 60-35 с компресорным блоком
fissler solea сковорода 24 см
паспорт на урну

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.01.2017)