13.10
Çoğu kimyasal reaksiyon, çok adımlı bir reaksiyon mekanizmasında ilerler. Fakat bir reaksiyon mekanizması nasıl belirlenir? Reaksiyon mekanizmaları, dengeli kimyasal denklemlerine ve her temel adımın deneysel olarak belirlenen hız yasalarına göre varsayılır.
Her adımın belirli bir reaksiyon hızı, hız sabiti ve aktivasyon enerjisi vardır. En yavaş adım hız belirleme adımı olarak adlandırılır ve net reaksiyon oranını etkiler. Genel reaksiyon için hız yasasını doğrulamak ve önerilen bir reaksiyon mekanizmasını doğrulamak için kullanılabilir.
Nitro oksidin nitrojen ve oksijene ayrışmasını düşünün. Deneysel olarak belirlenen hız yasası, bir reaksiyon ara ürünü olan oksijen atomlarının gözlemlenen mevcudiyeti ile desteklenen tek aşamalı bir reaksiyonun hız ifadesine karşılık gelmez. Bu nedenle, tüm adımların birleşerek genel reaksiyonu verdiği bir reaksiyon mekanizması önerilmektedir.
İlk olarak, hız sabitleri, birinci adımın hız sınırlayıcı adım olduğunu gösterir. En yavaş olanıdır ve dolayısıyla genel reaksiyon hızını etkiler. Bu adımdan önerilen bir oran yasası, genel oran yasasına eşit olarak ayarlanabilir.
Doğrudan temel reaktanın moleküler konsantrasyonundan türetilen bu önerilen hız yasası, deneysel hız yasasıyla eşleşir ve tahmin edilen reaksiyon mekanizmasını doğrular. Bununla birlikte, birçok reaksiyon hızlı bir başlangıç adımı ile başlar ve bunu bir hız belirleme adımı izler. Bu tür durumlarda reaksiyon mekanizmaları nasıl çözülebilir?
Nitrosil bromür oluşumunu düşünün. Deneysel hız yasası, nitrik oksit için ikinci dereceden ve moleküler brom için birinci dereceden. İlk adım, eşit ileri ve geri reaksiyon hızlarına sahip hızlı bir denge adımıdır, ardından bir reaksiyon ara ürününü içeren ikinci hız belirleme adımı gelir.
Sonuç olarak, önerilan hız yasası ara ürünü tutacaktır. Bu nedenle, bilinmeyen bir konsantrasyona sahip reaksiyon ara maddesini içeren önerilen hız yasası ile başlangıç reaktanlarını barındıran deneysel hız yasası arasında doğrudan bir karşılaştırma yapmak zordur. Bununla birlikte, ilk adımın dengede olduğu varsayılırsa, ara konsantrasyon, reaktanların konsantrasyonlarına eşit olarak ayarlanabilir.
Bu ilişkiyi önerilen oran yasasına aktarmak ve oran sabitlerini genel bir oran sabitiyle birleştirmek, deneysel hız yasası ile tutarlı bir ifade üretir. Temel adımların birleştirilmesi, bir reaksiyon mekanizması için ikinci gereksinimi karşılayan genel dengeli denklemi verir. Böylece nitrosil bromür oluşumunun önerilen iki aşamalı reaksiyon mekanizması geçerlidir.
Reaksiyon Mekanizmalarının İlişkilendirilmesi
Çok adımlı bir reaksiyon mekanizmasında, temel adımlardan biri diğerlerinden önemli ölçüde daha yavaş il…
Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.