Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 91 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

91
r
гмоль
гсм
см
B
=⋅ =
−−
0 66510
142
098
3510
8
3
3
8
,
/
,/
,.
Рассчитаем радиус переходного состояния:
() (, ,) , ,rrr см см
A
B
=+= + =
333 243 243
10 6 42 9 10 53 510
откуда
r см
≠−
=⋅3810
8
,.
Предположим, что в тетрахлорметане и в бензонитриле размер
переходного состояния остаётся неизменным. Тогда записав выражения
для константы скорости реакции в обоих растворителях и вычитая одно
из другого, получим:
ln
()
()
.
k
kkТ
rr r
Б
А
A
B
B
1
2
1
1
2
2
2
3
2
3
2
3
1
1
21
1
21
=−
+
+
⋅+
ε
ε
ε
ε
μμ μ
(1)
Величина сомножителя в круглых скобках при подстановке значений
ε
1
и
ε
2
равна
ε
ε
ε
ε
1
1
2
2
1
21
1
21
0 245
+
+
=−
,.
Теперь выражение (1) перепишем в другом виде и, подставив значения
величин, получим:
()
()
ln /
,
,ln
,
,
,
(, )
(2, )
(2, )
(3, )
,.
р
рр
р
μ
μμ
=−
++=
=−
⋅⋅
+
+
=
=⋅
2
3
12
2
3
2
3
16
3
18 2
83
18 2
83
13
0 245
138 10 293
50110
0 282
0 245
1610
210
210
510
1019 10
r
k Т kk
rr
БА
A
B
B
эг
К
К
эг эг
эг
Покажем, что размерность квадрата дипольного момента делённого на
куб радиуса в единицах СГСЭ есть [эрг]:
1
1
1
1
11
2
3
32 12 1
2
3
22
[]
()
[]р
//
D
см
см см г с
см
см г с э г=
=⋅=
.
Дипольный момент переходного комплекса равен:
μ
−−
=⋅ =10 19 10 53 510 7 38
13 24 3
, р ,,эг см D
                                    142г / моль
             rB = 0,665⋅10− 8 3                3 = 3,5⋅10 −8
                                                             см.
                                    0,98г / см
Рассчитаем радиус переходного состояния:
              (r ≠ ) 3 = rA3 + rB3 = (10,6+ 42,9)⋅10− 24 см3 = 53,5⋅10− 24 см3 ,
откуда   r ≠ = 3,8⋅10− 8 см.
Предположим, что в тетрахлорметане и в бензонитриле размер
переходного состояния остаётся неизменным. Тогда записав выражения
для константы скорости реакции в обоих растворителях и вычитая одно
из другого, получим:
         k1    1 ⎛ ε1 −1      ε2 −1 ⎞ ⎡ μ А2 μB2 ( μ ≠ ) 2 ⎤
       ln = −     ⋅⎜        −       ⎟ ⋅ ⎢ 3 + 3 − ≠ 3 ⎥.                                   (1)
         k2   kБТ  ⎝ 2ε1 +1   2ε2 +1⎠ ⎢⎣ rA  rB  (r ) ⎥⎦
Величина сомножителя в круглых скобках при подстановке значений ε1 и
ε2 равна
             ⎜ ε1 − 1      ε 2 −1 ⎞⎟
             ⎛
             ⎜
             ⎜ 2ε +1
                         −         ⎟ = − 0,245.
             ⎝   1         2ε 2 +1⎟⎠
Теперь выражение (1) перепишем в другом виде и, подставив значения
величин, получим:
             (μ ≠ ) 2    k Б Т ⋅ln k1 / k 2 μ А2 μB2
                      =−                   + 3+ 3 =
             (r ≠ ) 3         0,245         rA rB
                                      −3
                 эрг             ⋅
                             5,0110
     1,38⋅10 −16 К ⋅293К ⋅ln
                                0,282        (1,6⋅10 −18 ) 2       (2,2⋅10 −18 ) 2
=−                                         +          −8 3
                                                             эрг +
                                                                           −8 3
                                                                                   эрг =
                      0,245                  (2,2⋅10 )              (3,5⋅10 )
= 10,19 ⋅10−13 эрг.

Покажем, что размерность квадрата дипольного момента делённого на
куб радиуса в единицах СГСЭ есть [эрг]:
               ⎡     3 / 2 1 / 2 −1 ⎤ 2
       1[D] 1⎢⎣см⋅(см г с )⎥⎦
             2

           3
             =             3
                                               = 1[см 2 ⋅ г ⋅ с − 2 ] = 1эрг .
       1см                    1см
Дипольный момент переходного комплекса равен:


             μ ≠ = 10,19⋅10− 13 эрг⋅53,5⋅10− 24 см3 = 7,38 D

                                            91