Энергетический барьер активации

Рис. 13.7. Энергетический профиль реакции перегруппировки метилизонитрила. Прежде чем молекула метилизонитрила превратится в продукт реакции ацетонитрил, она должна преодолеть энергетический барьер активации.

Активированный комплекс может распасться на продукты либо на реагенты. Нет никаких причин, препятствующих тому, чтобы три атома из состояния, отвечающего точке 3, не могли возвратиться в точку 1 либо проследовать в точку 5. Но несомненно лишь то, что активированный комплекс неустойчив и должен распасться. На рис. 22-7 точки 1 и 5 соединены цветной штриховой линией это так называемый путь реакции. Если построить график потенциальной энергии вдоль этого пути реакции, получится кривая с энергетическим барьером активации, подобная изображенной на рис. 22-5. Отметим, что путь реакции на всем своем протяжении пролегает по дну долины между крутыми склонами. Чтобы создать активированный комплекс, отвечающий точке 3, требуется энергия 25 кДж, но чтобы разъединить атомы, как это соответствовало бы точке 6, необходима энергия 400 кДж. [c.374]

Энергетический барьер активации, который отделяет реагенты от продуктов, можно понизить при помощи катализатора. Катализатор-это вещество, которое повышает скорость реакции, но в результате само не подвергается окончательному химическому превращению. Различают гомогенные катализаторы, находящиеся в том же фазовом состоянии, что и реагенты, и гетерогенные катализаторы, которые по фазовому состоянию отличаются от реагентов. Гетерогенные катализаторы играют чрезвычайно важную роль в крупнотоннажных промышленных химических процессах, а также в таких устройствах, как каталитические преобразователи выхлопных газов для автомобилей. [c.32]

СЯ при возрастании высоты энергетического барьера активации (см. разд. 13.4). Как видно из рис. 14.5, в рассматриваемом случае барьер для прямой реакции р ниже, чем для обратной реакции обр Следовательно, пр должна быть больше, чем /собр, а К выражаться большим числом. Это согласуется с тем фактом, что в рассматриваемой реакции энергии продуктов ниже энергий реагентов. [c.58]

Энергию активации можно рассматривать как некую пороговую энергию, которую должны приобрести молекулы реагентов, чтобы преодолеть определенный энергетический барьер. В обычных условиях только часть молекул реагентов обладает достаточной энергией, чтобы преодолеть энергетический барьер. По мере возрастания температуры все большая часть молекул реагентов приобретает достаточную энергию, чтобы преодолеть энергетический барьер активации, и вследствие этого происходит увеличение скорости реакции. Из гл. 9 мы знаем, что молекулы газа имеют определенное распределение по скоростям, которое описывается законом Максвелла [см. уравнение (9.16)]. Согласно этому распределению, существуют молекулы с очень высокими скоростями, которые обладают наибольшим запасом кинетической энергии, и, видимо, именно эти молекулы обладают достаточной энергией, чтобы преодолеть энергетический барьер активации. Повысив температуру газа, мы тем самым сместим распределение его молекул по скоростям в сторону больших энергий, и при [c.233]

На рис. 13.5 показаны кривые распределения молекул по кинетической энергии при двух различных температурах. Ясно видно, что при более высокой температуре Гд большая часть молекул имеет энергию, превосходящую условно выбранную энергию которую можно назвать энергетическим барьером активации. Таким образом, в зависимости от того, каков в действительности энергетический барьер активации конкретной химической реакции, при повышении температуры должно произойти то или иное возрастание скорости реакции, поскольку при этом увеличивается доля молекул реагентов, способных вступать в реакцию. [c.234]

В действительности же все обстоит значительно сложней. Слабость приведенной аргументации заключается в том, что она принимает во внимание не все виды электрофильного присоединения. Например, образующийся в результате протонирования катион типа (1) термодинамически наиболее устойчив, но катион типа (2) должен образовываться легче за счет гораздо более низкого энергетического барьера активации (кинетический контроль). Очень низкие энергетические барьеры активации характерны для возникновения и разрыва связей с ЫН и ОН. [c.208]

Потенциальная энергия, а следовательно, и энергетический барьер активации являются функцией расстояния между атомами. На рис. 12 изображен энергетический путь реакции как функция расстояния между атомами при взаимодействии молекулы водорода с атомом брома. Показана проекция поверхности потенциальной энергии системы из трех атомов. (Величины энергии для простоты изображения поставлены произвольно.) [c.69]

Совместное действие всех перечисленных факторов и определяет отличия промышленной химии от академической науки. Конечно, в обоих случаях действуют химические принципы и законы термодинамики. Одинаково и определение катализатора как вещества, которое изменяет скорость реакции и при этом не расходуется. Катализаторы не влияют на положение равновесия и не могут обеспечить протекание реакции, запрещенной термодинамикой. При действии катализатора снижается энергетический барьер активации реакций, идущих с уменьшением свободной энергии. В соответствии с законами термодинамики и химии катализаторы обеспечивают энергетически менее затрудненные пути реакции, но это позволяет эффективнее использовать сырье в перерабатывающей и химической промышленности. [c.9]

На рис. 8-8 приведена аналогичная ситуация для химической реакции. Сплошная кривая показывает энергетический барьер активации, который необходимо преодолеть для осуществления реакций. Если же ввести катализатор, то реакция может протекать по иному пути с другим энергетическим барьером, как показано пунктирной кривой. Этот новый путь соответствует новому механизму реакции, по которому реакция прохо- [c.201]

В ферментативном катализе не происходит ничего такого, чего не могло бы произойти без помощи катализатора. Молекула воды вполне способна приб.тазиться к цепи белка, как показано в уравнении (21-1), и расщепить ее на части, отдав группу —ОН левой половине цепи и группу —Н правой половине цепи. Однако энергетический барьер активации этой прямой реакции чрезвычайно высок, и поэтому такая реакция должна быть крайне медленной. Двухстадийная реакция, осуществляемая при помощи [c.319]

Для того чтобы реагенты могли вступать во взаимодействие и образовывать продукты, они должны обладать определенным минимумом энергии, который называется энергией активации. При значительной энергии активации лишь очень небольшая часть всех столкновений между реагентами обеспечивает их энергией, необходимой для преодоления энергетического барьера активации и образования продуктов реакции. По характеру зависимости константы скорости реакции от температуры можно определить энергию активации данной реакции для этого пользуются уравнением Аррениуса lg/ = = % А - Е,/2,30ЯТ. [c.32]

Напомним, что для протекания любой реакции реагирующие молекулы вынуждены преодолеть энергетический барьер активации. Обычно этот барьер наиболее высок при гомогенном протекании реакции. Ката.пизаторы, создавая промежуточные соединения с меяь-шими барьерами активацирг, как бы шунтируют ход реакции по менее энергоемкому, а следовательно, и быстрому направлению. [c.46]

Хотя величина AG очень мала, она имеет положительное значение, а свободная энтропия превращения AS°—отрицательное значение, и это показывает, что при нормальных условиях (25 °С и 1 атм) нет никаких оснований беспокоиться о возможности самопроизвольного перехода оловянной посуды в серое порошкообразное олово, так как движущая сила такого превращения недостаточно велика. Если даже пренебречь энергетическим барьером активации для такого превращения, то довольно ясно, что белое олово должно превращаться в серое олово лишь с очень небольшой скоростью, посколькустандартная свободная энергия перехода AG очень мала и, по-видимому, должна быть столь же невелика, хотя и отрицательна, при температурах, несколько меньших температуры фазового превращения 13,2°С. [c.399]

При сравиеиии энергетических барьеров активации различных фуроксанов бросается в глаза, что главным структурным фактором, снижающим высоту барьера, является конденсированность фуроксанового кольца с ароматическим. Действительно, ДС при переходе от простых фуроксанов (30—32 ккал/моль) к бензофуроксанам (13—15 ккал/моль) снижается на -17 ккал/моль. Практически такую же величину (15,6 ккал/моль) дал квантово-химический расчет [555]. Скорость взаимного превращения изомеров беизофуроксанового ряда в растворах при обычных температурах настолько велика, что время жизни изомеров измеряется долями секунды. Так, время жизии изомеров самого беизофуроксана имеет следующий порядок величины [24,44] [c.27]

Наблюдаемая общая скорость рекомбинации СО + МЬ МЬСО характеризуется набором констант скоростей, отвечающих распределению МЬ по конформационным состояниям, т.е. по значениям х и соответствующим энергетическим барьерам активации. [c.332]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология