достигает значения 0,1, скорость первой стадии составляет около 1% скорости второй стадии. Картина такова, что относительно медленная реакция (IIIа) оказывает возмущающее действие на подвижное равновесие (IIIб).
В таких системах суммарная скорость с хорошим приближением равна скорости медленной стадии (разд. 4.18), а произведение
близко к равновесной величине
Следовательно,
где
удельная скорость первого порядка. Поэтому механизм способен объяснить наблюдаемую на опыте пропорциональность между скоростью реакции и концентрацией основания-катализатора.
Из уравнения (30) вытекает, что
где оператор
отвечает влиянию изменений в катализаторе, а
константа кислотности кислоты
На основании каталитического уравнения Бренстеда
причем
. Следовательно,
что и отвечает наблюдаемой зависимости.
Возможно, хотя и не особенно важно, что при этом механизме происходит подвижное обратимое образование водородной связи между карбонильным кислородом и
Кинетические данные допускают и другой механизм:
Константа кислотности гидратированной формы ацетальдегида равна
[27]. Удельная скорость
, конечно, лимитируется диффузией, откуда
не может быть
меньше 1,6. Наблюдаемая при катализе формиат-ионом удельная скорость дегидратации гидрата ацетальдегида равна 0,04. Следовательно, концентрации
и
снова близки к равновесным, а скорость дегидратации пропорциональна
Однако в переходном состоянии процесса (111а) оба атома кислорода образуют по одной полной и по одной частичной связи, в то время как в переходном состоянии процесса
один атом кислорода образует только одну и притом полную связь, а второй — одну полную и две частичные. Поэтому превращение лимитирующего переходного состояния механизма (III) в лимитирующее переходное состояние механизма (IV) наверняка сопровождалось бы значительным увеличением энергии и, вероятно, стандартного потенциала. С учетом эффективных равновесных соотношений суммы потенциалов веществ в левых частях уравнений
и
одинаковы. Отсюда следует, что протекание реакции по механизму (IV) должно быть незначительным по сравнению с протеканием по механизму (III).
Трудно себе представить, чтобы реакция
была подвижной и обратимой, а реакция (IVб) лимитирующей. Последняя, представляющая собой взаимодействие умеренно сильной кислоты с очень сильным основанием, несомненно, лимитируется диффузией, и ее скорость не будет зависеть от силы кислоты
Кроме того, скорость процесса
никак не может быть больше скорости процесса, лимитируемого диффузией.
Против одностадийного механизма с переходным состоянием 1 свидетельствует то соображение, что переходное
состояние 2 имело бы более низкую энергию и в уравнении скорости появился бы член
Тщательные поиски не обнаружили этого эффекта [28]. Однако следует иметь в виду, что вопрос касается относительных скоростей присоединения
кислот
и
к очень основному атому, а именно к карбонильному кислороду, который в некотором смысле сходен с кислородом алкоголят-ионов. Имеются как теоретические, так и экспериментальные данные (см., например, [14], особенно стр. 172), свидетельствующие о том, что при таких обстоятельствах параметр а мал. При достаточно малых а невозможно распознать катализ никакой другой кислотой, кроме воды. Поэтому не следует безоговорочно отвергать одностадийный механизм. Эйген [16] предложил циклический одностадийный механизм с участием цепи молекул воды, однако
подробности неясны, особенно в связи с необходимостью объяснить и кислотный, и основной катализ.