Использование кинетических изотопных эффектов

Методы исследования и механизмы химических реакций

Детальное описание по стадиям химических реакций называется механизмом, поскольку любой механизм – это гипотеза, то необходимо установить критерий необходимости.

1. Во-первых – если механизм удовлетворяет большому числу экспериментальных фактов.

2. Если на основании механизма можно сделать предсказания, которые подтверждаются.

3. Если механизм находится в согласовании с механизмом родственной реакции.

Если все три пункта соблюдаются, механизм точный.

Установление механизма необходимо, чтобы логично изменить условия проведения реакции с целью увеличения выхода продукта, контроля течения реакции или изменения ее направления для получения иного продукта.

При исследовании механизмов необходимо решать два этапа задачи:

1. Установление стадий, которые протекает поэтапно и нахождение констант скоростей каждой стадии.

2. Исследование динамики каждой стадии.

Для первого этапа применяют как прямой эксперимент, так и косвенные методы.

Прямым является установление структуры промежуточных веществ, измерение их концентраций, если это возможно с применением химических, оптических, радиоспектроскопических и других методов: ИК, УФ, ЯМР, ФЭС, КР, ЭПР и так далее.

Косвенные методы – это кинетические методы, когда на основе составляются системы дифференциальных уравнений. Решаются с использованием ЭВМ и сопоставляются с экспериментальными данными, далее решается задача нахождения констант скоростей реакций.

Для второго этапа применяют прямые и косвенные экспериментальные методы.

Рассмотрим прямые методы:

Это такие методы, когда исследуют изменения скоростей реакций, которые протекают по определенным механизмам. Путем замены одного из атомов на более тяжелый изотоп, часто О¹⁶ заменяют О¹⁸.

Разрыв связи С–Н является лимитирующей стадией в данной реакции.

2. Изменение стехиометрических эффектов можно изучить при работе с оптическими изомерами. Часто реакция протекает, таким образом, через определенный изомер (лево или право вращающие). Поставив опыт с поляризацией света приводит к вывод как изомер участвует в реакции.

Дата добавления: 2014-01-07