Кислотный катализ в растворе

Информация для студентов / Элементы теории катализа / Кислотный катализ в растворе

Имеется большое число различных механизмов кислотно-основного катализа. Некоторые из них приводят к общему катализу, а другие - к специфическому. Исчерпывающе общая классификация этого материала практически невозможна. Речь может идти лишь о каких-то достаточно общих принципах и подходах. (см. К. Лейдлер. Кинетика органических реакций, стр. 272-273).

Вначале можно рассмотреть несложный катализ в водном растворе. Реакции этого типа обычно протекают в две стадии. На первой происходит передача протона субстрату S. На второй происходит отделение протона от протонированного субстрата SH+. Присоединяющийся протон может происходить из катиона гидроксония H3O + или других кислых веществ, присутствующих в растворе; эти вещества обозначаются как BH+

Во второй стадии протон от SH+ может переходить к молекуле H2O или к любым другим основным веще­ствам, присутствующим в растворе. Природа веществ, передающих протоны субстрату, не играет первоочередной роли в формировании кинетического закона. Однако важное значение имеют вещества, которым SH+ передаёт протон на второй стадии.

Передача протона может происходить двояко:

молекуле растворителя: SH+ + H2O = S + H3O+ . Такой механизм называется протолитическим.

Здесь может иметь место и общий, и специфический катализ в зависимости от разных причин.

молекуле растворённого вещества: SH+ + B = S + BH+. Такой механизм называется прототропным.

Здесь может иметь место лишь общий кислотный катализ .

Стандартная кинетическая схема и скорости элементарных стадий.

(11.4)

. (11.5)

Случай 1: Общий кислотный катализ

;

Кислотность ; Функция кислотности Гамметта . (11.6)

. (11.7)

Случай 2: Специфический протонный катализ: (11.8)

Смотрите также

Бутадиеновый каучук
...

Металлы и сплавы в химии и технике
Химические элементы – это элементы образующие в свободном состоянии простые вещества с металлической связью. Из 110 известных химических элементов 88-металлы и только 22-неметаллы. Такие ...

Атомно-молекулярное учение
Период с 1200 по 1700 г. в истории химии принято называть алхимическим. Движущей силой алхимии в течение 5 веков являлся бесплодный поиск некоего философского камня, превращающего бла­город ...