Органические реакции энергия активации

Рис. 195 Зависимость энергии активации Еа(а) и lg( /l/ ) (б) в реакции ацилирования анилина хлористым бензоилом от суммы теплот смешения реагентов с органическими растворителями

В целом во второй половине XIX - начале XX века были заложены основы кинетики как раздела химии, изучающего скорости химических реакций в зависимости от условий и природы реагентов. В этот период были сформулированы два основных закона химической кинетики, получены формулы, описывающие кинетику простых реакций, обнаружены сложные реакции, введены такие важные в кинетике понятия, как константа скорости реакции, энергия активации, промежуточный продукт, сопряженные реакции. В первой половине XX века кинетика развивалась по нескольким направлениям. Во-первых, изучали простые газофазные реакции, разрабатывали их теорию (теория соударений, теория абсолютных скоростей реакций). Во-вторых, были открыты и изучены разнообразные цепные реакции, сначала в газовой фазе, затем в растворах. В-третьих, интенсивно исследовали разнообразные органические реакции в растворах. В-четвертых, широкое распространение получили корреляционные соотношения в кинетике. [c.20]

Одни перекисные соединения вспыхивают с сильным звуковым эффектом и пламенем, а другие разлагаются без пламени. При подогреве распад перекисных соединений происходит по связи О—О на радикалы по цепному механизму. В то же время под воздействием тепла реакции распада температура повышается, реакция ускоряется н переходит во взрыв, если скорость выделения тепла реакции превышает скорость теплоотвода в окружающую среду энергия активации термического распада органических перекисей по связи О—О ниже энергин активации распада обычных взрывчатых веществ и находится в пределах 80— 160 кДж/моль (20—40 ккал/моль). Это обусловливает более низкую температуру их самовоспламенения. [c.135]

Данные, относящиеся к реакциям типа Na -f RX, будут рассмотрены в главе VII, 25, поэтому здесь ограничимся упоминанием лишь некоторых важнейших закономерностей этих реакций. Энергия активации процесса уменьшается по мере удлинения органической цепочки. Интересно также влияние двойной углерод-углеродной связи на реакционную способность соединений RX. Оказывается, что атом хлора, присоединенный к винильному атому углерода, реагирует с натрием труднее, чем атом хлора, присоединенный к атому углерода, связанному простой связью. Инерционность реакции уменьшается, если атом хлора связан с аллиль-ным атомом углерода, а также при введении кислородсодержащих заместителей к атому углерода, с которым связан атом хлора. Наконец, укажем, что скорость реакции атома натрия с различными галогеновыми производными возрастает в направлений от фтора к иоду. [c.71]

Так, в 1933 г. при изучении диссоциации фенилирован-ных этапов Хюккель [126] дал едва ли не первое объяснение наличию энергии активации для некоторых мономо-лекулярных органических реакций. Энергия, расходуемая на удаление этановых атомов углерода друг от друга, состоит из двух частей положительной, равной работе, требуемой для растяжений связи С—С, и отрицательной, в которую входят энергия резонанса (сопряжения я-электронов), отвечающая данному межатомному расстоянию, и энергия, обязанная элиминированию стерического напряжения между заместителями при этановых атомах углерода. Таким образом, в фенилированных этапах эта-новые атомы углерода локализуют я-электроны на своих кольцах, а в получающихся при диссоциации радикалах становится возможным сопряжение фенильных электронов разных колец через холостой [р] -электрон. Если при малых увеличениях расстояния превалирует положительная часть работы, а при больших — отрицательная, то энергия активации превышает энергию диссоциации. [c.54]

Скорость нагрева влияет также и па качество образующихся продуктов. Процесс разложения органической массы топлива идет через различные химические реакции, энергия активации которых различна. В связи с этим изменение скорости реакции от температуры будет иметь разный характер. Скорость нагрева оказывает особенно сильное воздействие на вторичные реакции. [c.20]

Для интересующих нас реакций органических соединений энергии активации составляют от в до 76 ккал на 1 г-мол. [c.803]

Такое объединение компонентов в одну комплексную молекулу — первое условие взаимодействия. Ослабление первоначально имевшихся связей в органическом галоидопроизводном (энергия активации уменьшается на величину энергии присоединения) является вторым условием реакции, и выделение галоидоводорода стабилизирует молекулу. Б тако.м действии галоидных соединений алюминия усматривается большая аналогия с други.ми реакциями замещения ароматических углеводородов, например с нитрованием. [c.735]

Пусть исходное вещество способно к двум параллельным реакциям, энергии активации которых и Е , так же как и тепловые эффекты и 2 сильно различаются. Так обстоит дело во многих практических важных процессах гомогенного [21] и гетерогенного [22] окисления органических веществ, где полезными являются продукты неполного ( мягкого) окисления — ценные кислородсодержащие органические соединения. Параллельно с полезной реакцией может протекать конкурирующая вредная реакция полного ( глубокого ) окисления до СО2 и Н2О. Тепловой эффект у реакции глубокого окисления всегда больше, чем у мягкого. Соотношение же между скоростями реакций и энергиями активации может быть различным для гомогенных и гетерогенных процессов, а у последних — зависеть от природы и свойств катализатора. [c.467]

Первая операция значительно снижает содержание на катализаторе органических продуктов и необходима для снижения на-груз ки на регенератор. Цель третьей операции — гидратация катализатора, так как при условиях в регенераторе катализатор частично дегидратируется, что снижает его активность. Выжиг кокса проходит с выделением большого количества тепла (25 000— 31 500 кДж/моль, т. е. 6000—7500 ккал/кг кокса). В кинетической области горения кокса реакция имеет первый порядок по коксу и кислороду и энергию активации 147—167 кДж/моль (35— 40 ккал/моль). Скорость горения кокса несколько зависит от условий крекинга с увеличением содержания в коксе углерода скорость его горения снижается. [c.228]

После неудачных попыток удовлетворительно вычислить энергию активации реакций при помощи методов квантовой Механики появились успешные попытки более точной оценки энергий активаций [212, 132, 133, 65] и стерических факторов [63, 206, 213—215] радикальных реакций, а также надежные экспериментальные данные по радикальным реакциям [130, 131]. В настоящее время мы располагаем более точными оценками величин стерических факторов и энергий активации многих простых радикальных реакций, являющихся реакциями развития и обрыва цепей в цепных схемах крекинга и других превращений органических веществ. [c.159]

Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре— один из важнейших классов реакций органической химии. Однако определение констант скоростей элементарных стадий этих процессов встречает серьезную трудность — одним из реагентов являются промежуточные, как правило, гипотетические частицы (например, N02 ), концентрация которых неизвестна. Непосредственно измерить можно лишь кинетику суммарного процесса. Поэтому данных об энергиях активации и стерических факторах элементарного акта электрофильного замещения не имеется. [c.119]

Прогнозирование скорости и направления химических реакций методом линейных корреляций в настоящее время широко применяется в синтетической органической химии [1, 2]. Являясь по сути полуэмпирическим методом, он, однако, базируется на ряде теоретически обоснованных положений. Основой применяемых в настоящее время вариантов метода линейных корреляций является принцип линейных соотношений свободных энергий (ЛССЭ), о котором уже упоминалось в предыдущей главе. В общем виде принцип ЛССЭ подразумевает сзтцествование линейных корреляций между термодинамическими величинами, характеризующими равновесие системы такими, как свободная энергия, энтальпия, энтропия, и параметрами, определяющими скорость реакции (энергия активации, предэкспоненциальный множитель). Поскольку, однако, в химических взаимодействиях термодинамические величины в конечном счете определяются энергетикой и вероятностями перехода электронов, то в современном представлении принцип ЛССЭ подразумевает существование линейных корреляций кинетических констант как с чисто термодинамическими параметрами рекции, так и с квантовохимическими характеристиками участников реакции. В основе реакций, протекающих на поверхности гетерогенных катализаторов, лежат общехимические закономерности отсюда следует, что принципы, вполне обоснованные для гомогенных жидкофазных реакций, должны быть также справедливы для гетерогенных каталитических систем даже при высоких температурах. [c.85]

НОВ и обладает наиболее высоким потенциальным барьером, что проявляется в высокой энергии активации большинства органических реакций. Однако всякое смеш,ение электронов в сторону одного или другого атома поляризует атом и тем самым снижает величину энергии активации. В пределе такой деформации ковалентной связи образуется истинно полярная, или ионная, связь, при которой энергия активации становится равной нулю, и реакции протекают моментально. [c.34]

Роль гомогенных химических реакций в электрохимической кинетике была выявлена впервые в ходе полярографических измерений на капельном ртутном электроде (Р. Брдичка и К. Визнер). При полярографическом восстановлении некоторых слабых органических кислот при небольших pH наблюдается лишь волна восстановления недиссоциированных молекул этих кислот. При увеличении pH высота этой волны уменьшается, а при более отрицательных потенциалах появляется волна восстановления анионов кислот. Высота первой волны ниже, чем рассчитанная по уравнению Ильковича для концентрации недиссоциированных молекул кислоты в растворе. Ток этой волны практически не зависит от высоты ртутного столба, что указывает на его кинетическую природу. Последнее подтверждается также высокой энергией активации процесса, соответствующего первой волне. Эти факты говорят о том, что ток первой волны лимитируется скоростью гомогенной химической реакции протонизации А 4-Н+ НА. Ско-. рость электродных процессов может лимитироваться и другими медленными химическими реакциями (дегидратации, диссоциации или образования комплексных частиц). [c.206]

Результаты сопоставления скоростей электровосстановления анионов на отрицательно заряженной поверхности разных металлов, а также электровосстановления органических веществ в условиях сильной поверхностной активности растворителя подтверждают выводы о роли работы выхода электрона в кинетике электродных процессов, которые впервые были сделаны Фрумкиным в 1935 г. Здравый смысл подсказывает, что реакция 0- -пе-- должна протекать тем легче, чем меньше работа выхода электрона из металла. Такое заключение, действительно, было бы справедливым, если бы можно было сопоставлять скорости реакций на разных металлах при одинаковых гальвани-потенциалах. На самом деле сопоставление возможно либо при одинаковом перенапряжении, либо при одинаковом электродном потенциале, измеренном относительно стандартного электрода сравнения. При одинаковом электродном потенциале электрохимические потенциалы электронов в разных металлах равны, т. е. электроны в разных металлах полностью энергетически эквивалентны. Таким образом, реальная энергия активации реакции не зависит от работы выхода электрона, что и подтверждают данные рис. У1П.23. [c.240]

Роль гомогенных химических реакций в электрохимической кинетике была выявлена впервые в ходе полярографических измерений на капельном ртутном электроде (Р. Брдичка и К. Визнер). При полярографическом восстановлении некоторых слабых органических кислот при небольших pH наблюдается лишь волна восстановления недиссоциированных молекул этих кислот. При увеличении pH высота этой волны уменьшается, а при более отрицательных потенциалах появляется волна восстановления анионов кислот. Высота первой волны ниже, чем рассчитанная по уравнению Ильковича для концентрации недиссоциированных молекул кислоты в растворе. Ток этой волны практически не зависит от высоты ртутного столба, что указывает на его кинетическую природу. Последнее подтверждается также высокой энергией активации процесса, соответствующего первой волне. Эти факты говорят [c.244]

Ферменты катализируют самые разнообразные реакции гидролиз и дегидрирование, конденсацию, изомеризацию, окислительно-восстановительные реакции и многие другие процессы. Они обладают рядом особых свойств, которые отличают их от органических катализаторов гомогенного типа и других известных катализаторов. Для них характерны исключительно высокая каталитическая активность и низкие энергии активации. [c.186]

Реакция (1.1) для спиртов с неразветвленными цепями и числом атомов углерода от 3 до 16 является реакцией первого порядка, причем минимальное значение константы скорости отмечено для цепи Са. Энергия активации составляет 70—80 кДж на моль привитых групп. Реакция этерификации значительно ускоряется в присутствии аммиака и органических аминов. Их каталитическое действие сводится, по-видимому, к акцептированию протонов по схеме [c.17]

В качестве иммобилизованных катализаторов в методе МФК по обыкновению стали использоваться ковалентно связанные с полимерным носителем четвертичные ониевые соли или краун-эфиры. Широкое распространение получили полимерные кислоты и основания. Таким образом, малотоннажный органический синтез остается все тем же кислотно-основным катализом. Но в отличие от его классической формы, характеризующейся почти полным отсутствием направленной активации реагентов, применение межфазного эффекта придает ему принципиально иные качества. Выражаясь языком мультиплетной теории А. А. Баландина, МФК позволяет достигнуть наиболее полного структурного и энергетического соответствия между разрываемыми химическими связями индексных групп реагента и активными центрами катализаторов, что обеспечивает резкое снижение энергии активации реакций и их селективность. [c.247]

Таким образом, реакции между веществами с прочными ковалентными связями обычно характеризуются большими значениями энергии активации а и протекают медленно. Это относится к большинству реакций между органическими веществами. Аналогично протекают реакции типа [c.24]

На этом примере удобно познакомиться с факторами, определяющими направление органических реакций (рис. 16). В ходе реакции прежде всего образуется переходное состояние (переходный комплекс) для этого надо затратить энергию, называемую энергией активации. [c.127]

Кинетический метод. Для определения наиболее важных в органическом катализе энергий связи Рн-к, Рс-к и Ро-к необходимо составить три уравнения, включающие искомые энергии связи. В кинетическом методе эта проблема решается использованием трех различных реакций, индексы которых включают нужные энергии связи. Метод заключается в определении энергии активации Е для реакций с разными индексными группами, содержащими нужную сумму атомов. Например, могут быть взяты реакции дегидрирования углеводорода (1), дегидрирования (2) и дегидратации (3) спирта. [c.92]

Благодаря наличию у радикалов свободных валентностей энергия активации процессов, протекающих с их участием, имеет порядок величины энергии активации атомных реакций, и, следовательно, они идут с такой же большой скоростью, как и реакции, в которых участвуют атомы. Особенно интересны радикалы, имеющие две свободные валентности. К таким радикалам относятся двухвалентные атомы О, 8, 8е и радикал метилен СНг , получающиеся в результате термического или фотохимического разложения диазометана (СНгМг- СНз- + N2) или фотохимического разложения кетена (СН2 = С0— СНз +С0). Устойчивые органические бирадикалы могут быть получены путем отрыва двух атомов водорода от молекул углеводородов. Активные бирадикалы имеют большое значение в химических процессах, так как способствуют возникновению так называемых разветвленных цепных реакций. [c.85]

Следует отметить, что изменение диэлектрической постоянной среды может также сказываться на значениях кажущейся энергии активации в случае катализа слабыми кислотами или основаниями либо прп реакциях в водно-органических средах. Это обусловлено тем, что зависимость от температуры выражается уравненпем [c.42]

Детальные исследования показали необходимость дифференци-ровать различные типы явлений, объединяемых общим понятием отравление . Прежде всего, целесообразно различать понятия отравления и блокировки. При отравлении наблюдается специфическое действие яда в отношении данного катализатора и данной реакции. Блокировка же представляет собой фактически механический процесс экранирования поверхности катализатора в результате отложения на ней примесей. Поэтому блокировка не специфична ни в отношении реакции, ни в отношении катализатора. Однако, естественно, блокировка резче сказывается на пористых катализаторах вследствие забивки устьев пор. Наиболее часто встречающимся видом блокировки катализаторов является отложение на их поверхности высокомолекулярных углеродистых соединений при проведении различного рода органических реакций, в частности крекинга. Такой процесс обычно называют зауглероживанием или закоксовы-ванием катализатора. При блокировке в первом приближении не меняются ни энергия активации катализатора, ни его избирательность (исключая процессы в диффузионной области), поскольку действие блокирующего вещества сводится к механическому выключению отдельных участков поверхности. Блокировка, как правило, является обратимым процессом, если при удалении блокирующего вещества не происходит разрушения или дезактивации катализатора. Так, углеродистые отложения удаляются простым выжиганием (при условии должной термоустойчивости катализатора). [c.52]

Линейные корреляции формулируются как принцип линейных соотношений свободной энергии (ЛССЭ), который применяется для создания количественной теории органических реакций [29, 30]. Эта теория базируется на трех известных уравнениях уравнении Бренстеда, связывающем скорость каталитической реакции с константой диссоциации катализирующей кислоты (основания) уравнении Гаммета — Тафта, связывающем скорости однотипных реакций с индуктивными, стерическими и другими эффектами заместителей в гомологическом ряду соединений уравнении Поляни—Воеводского—Семенова, связывающем энергию активации взаимодействия радикала и молекулы с тепловым эффектом этой реакции в ряду однотипных превращений. [c.158]

Для объяснения состава продуктов крекинга, изомеризации и окисления органических соединений допускается возможность изомеризации радикалов. В частности, хорошо известны реакции изомери.чации циклических радикалов, например, щкло-СзН5 СНаСНСН и цикло-С Н —у -> СНзСНСНаСНа, протекающие с энергией активации - 20 ккал. [c.36]

Представление о тройных циклических комплексах для реакций органических веществ, протекающих по донорно-акцспто])ному механизму, т. е. без разрыва электронных пар, по-видимому, впервые было выдвинуто и доказано Е. А. Шиловым еще в 1938 г. [142]. Реакции в тримолекулярном циклическом комплексе особенно характерны для жидкой фазы, в которой термические реакции с большой энергией активации не могут протекать. [c.134]

Активность катализатора не является непрерывной функцией концентраций реагентов и но сильное изменение или может привести к замене одного лимитирующего этана процесса другим соответственно изменится и вид кинетического уравнения. Так, в реакциях окисления органических примесей к воздуху при незначительных концентрациях их, т. е. при громадном избытке кислорода, общая скорость процесса и не зависит от концентрации Од, а при недостатке кислорода и пропорциональна Со - Кроме того, значительное изменение может привести к появлению нового химического соединения реагента с катализатором, дающего отдельную кристаллическую фазу, как правило, каталитически неактивную. Например, нри окислении 80 2 в 80зна окиснованадиевом катализаторе сильное повышение концентрации 80 з приводит к образованию кристаллов сульфата вападила 0804, причем энергия активации реакцрш окисления 802 возрастает более, чем в 2 раза. [c.86]

Изучение процесса термической диссоциации на примере таких простых по химическому строению и составу соединений, какими являются алканы, важно для выяснения величин энергий индивидуальных химических связей органических соединений, а также решения тонкого вопроса о взаимном влиянии связей в молекуле с различной длиной и строением углеродной цепи. Весьма заманчиво использовать изучение термического распада регулярно построенных алканов в целях химической кинетики — выяснения влияния длины углеродной цепи и ее строения на динамические параметры реакций распада (энергия активации, стерический фактор и др.) и построения моделей или механизма превращений. Дястаточно напомнить, что учение о мономолекулярных реакциях и теория этих процессов — большой раздел химической кинетики, который в значительной степени опирается на экспериментальное изучение реакций термической диссоциации различных соединений, в том числе и углеводородов. [c.3]

Обессеривание с применением твердых реагентов. Представляют интерес опыты по обессериванию сернистого нефтяного кокса из белаимской нефти путем добавления к нему окнслов, гидроокисей и карбонатов щелочных и щелочноземельных металлов [94]. Эти опыты основаны на химическом связывании выделяющихся газообразных сернистых соединений из кристаллитов кокса, сопровождаемом получением неорганических сульфидов, хорошо растворимых п воде. Поскольку энергии активации реакций распада серооргаиических соединений и рекомбинации ненасыщенных сеток ароматических колец различны, скорости реакций (16) и (17) можно регулировать изменением температуры и скорости нагрева кокса. С повышением температуры и скорости нагрева органические соединения серы распадаются более интенсивно, в то время как скорость процессов уплотнения, обладающих меньшей энергией активации, в этих условиях изменяется не так значительно. Исходя из изложенных теоретических представлений, можно проводить низкотемпературное обессерива1ше, если в период между реакциями распада и уплотнения вывести продукты распада первичных сернистых соединений из зоны реакции, например, используя для этой цели твердые реагенты. В этом случае [c.207]

Окисление паров бензина растворителя БР-2 в пластинчатом модуле с катализаторным покрытием на основе щихты оксидного медно-хромобариевого катализатора и алюмохромофосфатного адгезива пoкaзaJЮ, что зависимость константы скорости реакции окисления паров БР-2 от температуры, как и при окислении остальных рассмотренных примесей органических веществ, описывается уравнением Аррениуса (рис. 5.5), причем энергия активации реакции окисления в среднем составляет 19,4 кДж/моль и довольно близка к ее расчетным значениям для иных видов катализаторных покрытий, содержащих оксиды меди и хрома (табл. 5.6). [c.173]

Во многих расчетах величины у принимают одинаковыми для всех МО данной молекулы. Тогда в качестве индекса реакционной способности вместо О используют безразмерную веЗшчину 5 = В(—Р)/у где Р —резонансный интеграл между связывающими углеродными зр -гибридизованг ными орбиталями двойной связи С = С. Индекс реакционной способности называется способностью к делокализации. В гомологических рядах органических молекул увеличение способности к делокализации симбатно уменьшению энергии активации реакции (табл. 13). [c.196]

Если ввести вместо водорода в бензол аминогруппу, то сопряжение, оттягивающее электроны в ядро, приведет к тому же эффекту — на аминогруппе возникнет положительный заряд. Протон с трудом может присоединиться к такой аминогруппе. Поэтому основность анилина должна быть ниже, чем основность алифатиче-ких аминов, — факт, хорошо известный в органической химии. Надо иметь в виду, что предсказания, сделанные на основе значений свободной валентности, верны лишь при условии, что приближающаяся частица не вызывает сколько-нибудь существенной поляризации связей и перестройки электронной системы. По этой причине такие предсказания лучше оправдываются по отношению к радикальным системам. Радикал не несет заряда и поэтому не возмущает электронные системы в такой степени, как ион. Практически в затруднительных случаях приходится исследовать переходное состояние для того или иного пути реакции и выбирать тот, который связан с наименьшей энергией активации. Так, в мо- [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология