Механизм реакций методы установления

Химическая кинетика занимается изучением закономерностей протекания химических реакций во времени. Знание количественных характеристик этих закономерностей позволяет иногда непосредственно определять оптимальные режимы осуществления химического процесса. Однако только знание механизма реакции позволяет сознательно управлять химическим процессом. Механизм реакции можно считать полностью установленным, если известно, из каких элементарных стадий она состоит и каковы величины констант скоростей этих стадий. Объем информации, полученной из кинетических данных, зависит от точности экспериментальных методов идентификации и определения концентрации исходных, промежуточных и конечных продуктов реакции, а также от методов обработки экспериментальных данных. [c.3]

МЕТОДЫ УСТАНОВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ РЕАКЦИЙ [c.283]

Окончательный успех в деле превращения одних элементов в другие был достигнут физиками, а не химиками тигель алхимика уступил дорогу ядерному реактору. Сначала ученые обратили внимание на огромную энергию, высвобождаемую при ядерных реакциях. Тот факт, что уран превращается при этом в барий и другие легкие элементы, первое время не вызывал столь большого интереса. Но химики быстро осознали, что радиоактивные изотопы обычных элементов представляют собой огромную ценность. Радиоактивный атом может играть роль своеобразной метки, его достаточно ввести в какое-то вещество, принимающее участие в реакции, чтобы при последующем наблюдении за ним раскрыть сложную последовательность всех ее стадий. Например, благодаря исследованиям при помощи меченного радиоактивным изотопом углерода удалось разобраться в механизме реакций фотосинтеза, и трудно представить себе, как бы это оказалось возможным сделать обычными методами. Радиоактивные и устойчивые изотопы позволяют решать химические проблемы, недоступные другим методам. Радиоактивные изотопы дают также возможность точной датировки событий далекого прошлого, представляющих исторический или геологический интерес. С их помощью установлен сравнительный возраст Земли и Луны, что привело к ниспровержению некоторых прежних теорий относительно происхождения Луны. [c.405]

Для усовершенствования контроля фирмой Bayer разработан метод оценки ненасыщенности на потоке. Состав входящих продуктов и отгоняемых паров анализируется методом газовой хроматографии, и ненасыщенность (т.е. количество изопрена, вошедшего в сополимер) рассчитывают из материального баланса по изобутилену и изопрену. Вывод уравнения для расчёта ненасыщенности бутилкаучу-ка основан на инженерных принципах процесса и установлении механизма реакций и модели течения материалов в реакторе. Учитывается, что элементарными реакциями процесса полимеризации в общем случае являются инициирование, рост цепи, перенос и обрыв цепей. Тогда для реактора идеального смешения (РИС) уравнение расчета ненасыщенности бутилкаучука имеет вид хорошо известного соотношения Майо -Льюиса в случае реактора идеального вытеснени. (РИВ) необходимо интегрировать это уравнение. [c.45]

Серьезное внимание автор уделил и промышленным процессам, связанным с получением важнейших органических соединений. Однако большая часть книги, и это естественно, посвящена теоретическим вопросам номенклатуре, стереохимии, классификации реагентов и реакций, типам связей в органических соединениях, основным механизмам реакций, методам очистки и установления строения. Используя множество перекрестных ссылок, для каждого класса органических соединений автор сразу в одной глазе дает все важнейшие реакции. Это значительно облегчает самостоятельную работу с учебником с учетом вечной нехватки времени у учащегося. [c.5]

Недавно был открыт довольно простой и удобный метод введения альдегидной группы в фенолы. При нагревании последних с гексаметилентетрамином в присутствии борной кислоты в глицерине (иногда лучшие результаты дает ледяная уксусная кислота) образуются о-оксиальдегиды. Выполнение этой реакции удобнее, чем по методу Тимана—Реймера, но выходы несколько ниже. Механизм реакции не установлен, возможно, что она протекает по следующей схеме [c.646]

Целью исследования и обсуждения механизма реакции является установление пути, по которому вещество А превращается в вещество В. В понятие механизм реакции можно вкладывать различную степень глубины, однако обычно задача состоит в том, чтобы описать процесс как совокупность составляющих его элементарных стадий с учетом стереохимии. В химии растворов структуры соединений А и В обычно известны, и сведения о механизме процесса могут быть получены путем исследования кинетики, влияния растворителей, стереохимии, применения изотопных методов и некоторого варьирования структуры реагентов. [c.9]

Одной из целей исследования механизмов реакций является установление соотношений между строением и реакционной способностью молекул. Методы исследования в этой области отличаются от методов, применяемых при определении строения молекул. Они привели к стройной качественной теории механизмов химических реакций, основанной на электронной теории. [c.155]

Рассматривая взаимодействие гомологов бензола с разными алкилирующими агентами в широком диапазоне условий, авторы значительное внимание уделяют производству этилбензола, изопропилбензола, додецилбензола и некоторых других, составляющих основу крупнотоннажных процессов алкилирования. Они стремились акцентировать внимание на важнейших сторонах рассматриваемой проблемы выяснении влияния строения на реакционную способность реагентов, установлении с помощью физико-химических методов (меченых атомов, ЭПР, ИКС, УФ, ЯМР-спектроскопии и др.) тонкого механизма реакции и т. д., [c.7]

Независимо от способа получения RN2+ слишком неустойчив, чтобы его можно было выделить [307], и реагирует, вероятно, по механизму SnI или Sn2 [308]. На самом деле механизм точно не установлен, так как данные, полученные при изучении кинетики, стереохимии и продуктов, трудно интерпретировать [309]. Если образуются свободные карбокатионы, они должны давать то же соотношение продуктов замещения, элиминирования и перегруппировки и т. д., что и карбокатионы, генерированные в других реакциях SnI, но часто это не так. Постулировано [310], что горячие карбокатионы [несольватированные и (или) химически активированные], которые могут сохранять свою конфигурацию, образуют ионные пары, в которых противоионом является ОН- (или OA и т. д. в зависимости от метода генерирования диазониевого иона) [311]. [c.83]

Этот метод широко используется для обнаружения и определения концентрации свободных радикалов, многих комплексных ионов в растворах, изучения механизма реакций и т. д. Большое значение метод ЭПР имеет для установления характера химической связи в комплексных соединениях. [c.179]

Несомненно, что и биологические функции, и механические свойства полисахаридов и углеводсодержащих биополимеров в большой мере определяются конформацией макромолекулы и распределением в ней реакционноспособных групп. Все эти факторы зависят, в конечном счете, от первичной структуры полимера. Поэтому понимание факторов, определяющих специфичность биологической функции углеводсодержащих соединений и технические свойства полисахаридов, зависит в первую очередь от развития теоретических представлений о связи между строением, конформацией, реакционной способностью и физико-химическими свойствами полисахаридов и смешанных биополимеров, содержащих олиго- и полисахаридные цепи. Установление этих связей является предпосылкой для осуществления направленного синтеза соответствующих физиологически активных веществ и направленной модификации полисахаридов для получения материалов с заранее заданными свойствами. Поэтому исключительно важной задачей является разработка надежных методов установления первичной структуры полисахаридных цепей, требующих минимальной затраты времени и минимального количества материала. Не менее важны эффективные подходы к точной характеристике конформаций полисахаридной цепи в целом и отдельных ее участков, вплоть до моносахаридных звеньев. Очевидна также необходимость изучения реакционной способности полисахаридной цепи, ее отдельных звеньев и различных функциональных групп, что позволит понять механизм взаимодействия углеводсодержащих биополимеров с их партнерами в биологических системах (например, с антителами при иммунологических реакциях), наметить целесообразный путь модификации природного полимера для придания ему нужных свойств и т. д. [c.625]

Описанные в настоящей главе методы служат не только средством установления механизмов реакций. Пытаясь выяснить механизм реакции, исследователь имеет неограниченные возможности проявить свою изобретательность и искусство. [c.298]

Определение механизма химической реакции. Установление механизма химического превращения— одна и9 наиболее сложных задач химической кинетики. Трудности возникают прежде всего потому, что одним и тем же кинетическим кривым, полученным экспериментально, может соответствовать множество различных механизмов реакции. Однако практически приходится рассматривать ограниченное число вероятных механизмов реакции. При этом с помощью АВМ можно сравнительно быстро просмотреть несколько механизмов и сразу отсеять те, которые не согласуются с опытом, поскольку невозможность согласования расчетной кривой с экспериментальной указывает на ошибочность данного механизма. Успешность такого метода определения истинного механизма процесса значительно возрастает с увеличением количества экспериментальных кинетических данных для исходных, промежуточных и конечных веществ, которые можно было бы сравнивать с расчетными величинами. [c.347]

Поскольку физико-химическая природа вещества определяется его структурой, в химии исключительно важную роль играют методы установления химического и кристаллохимического строения. До создания современных физических методов исследования химического и кристаллохимического строения вещества для получения информации о структуре соединений пользовались методом химических реакций (механизм и скорость реакций). На этом пути были сделаны определенные успехи. Достаточно напомнить классические исследования по геометрической и оптической изомерии неорганических и органических соединений. Однако, основываясь на химических методах, в принципе нельзя получить количественные данные по длинам химических связей, а также углов между ними. Между тем количественные характеристики по длинам химических связей и пространственной их направленности являются походными данными для определения химического и кристаллохимического строения веществ. [c.173]

Ферментативная кинетика, занимающаяся количественным изучением реакций, катализируемых ферментами, представляет собой область науки, в которой математические методы нашли самое широкое применение она имеет огромную практическую ценность для биохимика. Это самый важный метод установления механизма катализа, которым мы располагаем. Кинетические исследования позволяют определить сродство субстратов и ингибиторов к ферментам и специфичность их связывания, найти максимальную скорость процесса, катализируемого специфическим ферментом, а также решить многие другие задачи. [c.5]

Масс-спектрометрия является инструментальным методом изучения органических соединений. С помощью этого метода устанавливают молекулярную массу органического вещества и строение его молекул, определяют его элементный состав. Как аналитический метод масс-спектрометрия обладает исключительно высокой чувствительностью и позволяет обнаруживать следовые количества органического вещества в больших объемах газов и жидкостей, а также в биологических системах. С помощью масс-спектрометрии можно изучать превращения вещества в процессе химической реакции, что существенно для установления механизмов реакций. Этот метод может использоваться и для изучения микроструктуры макромолекул, определения состава и структуры поверхностей полимерных материалов. В настоящее время масс-спектрометрия эффективно применяется в различных областях науки и техники, например в органической и элементоорганической химии, химии природных соединений, аналитической и физической химии, нефтехимии, биохимии, фармакологии, экологии. [c.3]

Реакции нуклеофильного замещения и элиминирования алкилгалогенидов будут рассмотрены довольно подробно, поскольку они хорошо иллюстрируют влияние структуры на реакционную способность, а также методы, которые можно использовать для установления механизмов реакций. [c.447]

Существующие в настоящее время методы составления кинетических зависимостей (моделей) химических процессов можно подразделить на 2 группы методы, лишенные теоретического обоснования и показывающие лишь, чему количественно равна скорость реакции при тех или иных условиях (эмпирическая или формальная зависимость), и методы, базирующиеся на теоретическом и экспериментальном обосновании механизма протекания реакций (неформальные детерминированные кинетические зависимости). Очевидно, более целесообразны детерминированные методы. Однако они требуют установления действительного механизма протекания реакций. В настоящее время более или менее однозначно установлен механизм лишь для немногих преимущественно простых химических реакций. В большинстве случаев известны лишь общие закономерности по химизму и механизму реакций, как, например, в процессах термолиза или катализа нефтяного сырья. Для таковых процессов можно составить детерминированные кинетические уравнения, включающие сотни и более дифференциальных или алгебраических уравнений. Однако их решение даже с применением ЭВМ представляется чрезмерно сложной и практически неразрешимой задачей. [c.355]

ДРУГИЕ МЕТОДЫ УСТАНОВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ РЕАКЦИИ 162 [c.7]

В предлагаемой книге даны условия задач и их решения. На первый взгляд может показаться странным, что наиболее подробные и полные решения даны для задач относительно простых и среднего уровня. Однако авторы исходили из тех соображений, что читатель, который берется за решение задач, например, по установлению механизма реакций с использованием методов химической кинетики и физико-химических методов исследования, обычно не нуждается в пояснениях, как определяется простейшая формула вещества по результатам его химического анализа. Более того, изложение базисных понятий только отвлекает подготовленного читателя от логики и техники решения сложной задачи. С этой точки зрения предлагаемые решения представляются полезными как для участников школьной и районной олимпиад, так и для сильнейших участников высших этапов олимпиад, а также для студентов и преподавателей химии. [c.4]

Например, установление механизма реакции этерификации методом меченых атомов с использованием стабильного изотопа [c.467]

Для изучения органических соединений и их реакций используют множество физических методов. Это помогает решать такие фундаментальные задачи, как установление структуры и пространственного строения органических молекул, характеристика молекулярных орбиталей, изучение взаимодействия атомов и молекул, исследование скоростей и механизмов реакций. [c.38]

Эти методы незаменимы для анализа изотопов и для установления радикального механизма реакций. [c.8]

Поскольку в эффекте Мёссбауэра участвует только железо, метод ЯГР может быть пригоден для установления строения соединений железа в сложной реакционной смеси, и на его основе можно получить информацию о механизме реакций. Метод ЯГР был использован нами для установления схемы реакций получения комплексных соединений Ре(П) с анионами 4-бензоил-1,2,3-триазола в среде тетрагидрофурана. [c.89]

Методы электрохимии могз т быгь использованы для анализа и синтеза органических соединений, установления или подтверждения структуры, исследования природы каталитической активности, изучения промежуточных продуктов, генерирования хс-милюминесценции, исследования механизма процессов переноса электрона, изучения связи между структурой и электрохимической активностью, инициирования полимеризации, синтеза катализаторов и их компонентов, процессов деструкции, изучения биологических окислительно-восстановительных систем и т. д., а также для исследования кинетики, механизмов реакций, солевых эффектов, сольватации, влияния электрического поля на химические реакдии и в ряде других областей науки. Поэтому весьма отрадно, что нашелся целый ряд исследователей, которые решили направить свои усилия на развитие органической электрохимии [1] Объединение усилий больгиого числа специалистов сделало возможным достижение успеха одновременно на многих направлениях. Благодаря тому, что данная область химии находится иа стыке нескольких паук, большинство [c.21]

При реакциях между твердыми веществами наряду с процессами, протекающими на поверхности раздела фаз, и процессами образования зародышей кристаллов при образовании новой фазы большое значение имеют также процессы переноса в кристаллах. Для ускорения относительно медленной объемной диффузии необходим подвод тепловой энергии. Поэтому все реакции между твердыми веществами, как правило, проводятся при повышенных температурах. П(зскольку химическая активность твердых веществ в значительной мере определяется их структурой и величиной поверхности, исходные вещества перед проведением реакции размалывают в тонкий порошок или измельчают каким-либо иным способом, т. е. переводят вещества в состояние с сильно развитой поверхностью. Тем самым осуществляется активация за счет механической энергии (разд. 33.9.2.6). Для проведения реакций между твердыми соединениями чаще всего используют смеси порошков или прессованные таблетки. Для установления равновесия обычно требуется постепенное нагревание до довольна высокой температуры. Для исследования конечных продуктов и кинетических измерений особенно удобны структурно-аналитические и физические методы анализа. При определении механизмов реакции было установлено, что в некоторых твердофазных реакциях перенос компонентов реакции происходит через газовую фазу. [c.437]

Для исследования кинетических закономерностей электрохимических реакций и установления их механизма часто используют капельные электроды из ртути, галлия, сплавов ртути и галлия с индием, таллием и другими металлами (амальгамы и галламы металлов). Наиболее широкое распространение получил ртутный капельный электрод, впервые примененный для электрохимических исследований Я. Гейровским (1922). По предложению Я. Гейровского, зависимость тока, текущего на капельный ртутный электрод, от потенциала электрода, была названа полярограммой, а метод измерения поляризационных кривых на капельных. электродах — полярографическим. [c.223]

Вместе с тем, не исключена возможность установления механизма статистическими методами. Статистическое исследование химической реакции следует понимать лишь как первый этан, заканчиваюш,ийся созданием математической модели на основе минимального количества информации. Используя данную модель, можно из ряда предлагаемых механизмов выбрать один наиболее вероятный. Таким образом, любое исследование целесообразно заканчивать исследованием модели. [c.257]

Среди подходов к установлению механизмов реакции можно вьщелить прямые, связанные с непосредственной регистрацией промежуточных радикальных, ионных или молекулярных частиц в ходе химической реакции, и косвенные методы. [c.482]

Несомненно, что появление более столетия тому назад стерео-химических представлений глубоко отразилось на развитии органической химии как научной дисциплины. Хотя стереохимия так же стара, как сама органическая химия, она, тем не менее, является удобной вводной темой при знакомстве с современной органической химией. Возникновение конформационного анализа, основные принципы которого были в 1950 г. сформулированы Бартоном [1], возвестило новую эру в развитии органической химии. В течение почти трех десятилетий конформационные идеи и стерсохимйческие концепции в целом способствовали крупным успехам в следующих направлениях 1) в разработке новых подходов к установлению строения молекул, 2) в познании механизма реакции и 3) в разработке новых методов синтеза. В этом коротком введении дан критический разбор новейших концепций в стереохимии, так как они непосредственно касаются структурных аспектов органической химии. Кроме того, в очень сжатой форме рассмотрены некоторые наиболее важные из современных аспектов динамической стереохимии это поможет изложению остальных разделов книги. Краткость введения неизбежно вынуждает нас игнорировать многие важные стереохимическне проблемы в специальных областях. Поэтому с самого начала мы отсылаем читателя к ряду учебников, монографий и обзоров по различным вопросам стереохимии [2—19] в надежде, что он найдет в них сведения, отсутствующие в этой вступительной главе. [c.18]

Механизм реакции дегидрирования субстрата установлен путем применения изотопного метода на примере превращения этилового спирта с тяжелым водородом в ацетальдегид, причем дейтерий переходит в кофермент Г206 [c.311]

Механизм аномеризации был установлен измерением относительных скоростей инверсии и обмена меченной по углероду ацилоксигруппы у гликозидного центра при аномеризации в присутствии немеченой уксусной кислоты. При этом скорость инверсии, определяемая поляриметрически, служила мерой скорости реакций, протекающих с обращением конфигурации, а скорость обмена меченой ацилоксигруппы на немеченую (из среды) — суммарной мерой скорости замещения независимо от его-стереохимического результата (см., например, ). Так, при реакциях, протекающих с обращением конфигурации —типа (в) и (г), скорости инверсии и обмена должны совпадать, тогда как реакции с соучастием соседней ацилоксигруппы (д, е) характеризуются резким превышением скорости обмена над скоростью обращения конфигурации. Такой подход является общим методом исследования реакций подобного типа и был применен для изучения аномеризации ряда других соединений. [c.191]

Органическая хнмпя в наши дни бурно развивается. Число органических соединений ежегодно увеличивается на несколько сот тысяч. Химики открывают все новые реакции, совершенствуют уже известные методы синтеза. Быстрому развитгпо органической химии способствует широкое применение новейших физических методов как для разделения сложных с.месей веществ, так и для анализа органических соединений, установления их строения, изучения механизмов реакций органических соединений. Ь а базе синтетической органической химии выросли и стали самостоятельными разделами теоретическая органическая химия (физическая органическая химия, квантовая органическая химия, стереохимия), органический анализ, биоорганическая химия и др. [c.7]

Изучение влияния ингибиторов является одним из широко известных методов установления радикально-цепного механизма реакции. Вместе с тем, синтетические сложноэфирные смазочные материалы в условиях эксплуатации всегда содержат антиокнслительные присадки, поэтому данные об их влиянии на термическую стабильность основы представляют практический интерес. Существует мнение, что антиоксиданты снижают термическую устойчивость сложных эфиров [1, 2, 3]. Исследованию подвергались главным образом сложные эфиры пентаэритрита при температуре 320—400"С. Использованные ингибиторы имели температуру начала разложения не более 200—260 °С, т. е. на 80—100 °С ниже, чем температура, при которой проводилось испытание. [c.54]

Второй подход к кинетике реакций в пламени заключается в расчете скорости распространения не по формальной кинетике, а по принятому механизму реакции с учетом переноса активных центров по методам, рассмотренным выше. Для неразветвленных цепей Сполдинг [15] рассчитал скорость пламени распада гидра- зина, а Истратов и Либрович [21] — скорости пламени хлороводородных смесей. Сполдинг пользовался численным методом нестационарного установления режима, Истратов и Либрович — усовершенствованным методом баланса, причем согласие между расчетом и опытом оказалось даже лучше, чем можно было ожидать, учитывая недостаточно большие значения E jRT . Пришлось искать специальные объяснения для слишком высокой точности приближенной теории. Сопоставление опыта и расчета для реакций с разветвляюш имися цепями является делом будущего. [c.388]