9.2. Механизмы реакций и катализ
МЕХАНИЗМЫ РЕАКЦИЙ
Химическая реакция может протекать не в одну стадию, а в несколько последовательных индивидуальных стадий. Такая последовательность стадий реакции называется механизмом реакции. О механизме химической реакции обычно удается сделать выводы на основании экспериментальных данных о скорости ее протекания, а также на основании экспериментального обнаружения в реакционной смеси неустойчивых (короткоживущих) частиц, которые не представлены в стехиометрическом уравнении реакции. Эти короткоживущие частицы называются интермедиатами (промежуточными продуктами) реакции.
Рассмотрим, например, реакцию иодирования пропанона в кислом растворе. Полное стехиометрическое уравнение этой реакции имеет вид
На основании экспериментальных данных установлено, что кинетическое уравнение этой реакции имеет вид
Отметим, что кинетическое уравнение реакции не зависит от концентрации иода. Таким образом, кинетическое уравнение не соответствует полному стехиометрическому уравнению реакции. Это можно объяснить, если предположить, что реакция протекает по следующему трехстадийному механизму
Поскольку самой медленной является первая стадия реакции, она и определяет общую скорость всей реакции, иначе говоря, лимитирует (ограничивает) общую скорость реакции. Поэтому она называется лимитирующей или скоростъопределяющей стадией. Лимитирующая стадия - всегда самая медленная стадия реакции. Интермедиатами данной реакции с трехстадийным механизмом являются следующие частицы:
Молекулярность реакции
Число химических частиц, принимающих участие в одной стадии механизма реакции называется молекулярностъю данной стадии.
Стадия реакции, в которой участвует всего одна реагирующая частица, называете] мономолекулярной стадией.
Стадия реакции, в которой принимают участие две реагирующие частицы, называете! бимолекулярной стадией.
Стадия реакции, в которой принимают участие сразу три реагирующие частицы называется тримолекулярной стадией.
В приведенном выше примере все три стадии реакции являются бимолекулярными Молекулярность реакции не следует путать с полным порядком реакции. Реакция имеющая полный первый порядок, может протекать через целую последовательность мономолекулярных и бимолекулярных стадий.
