Уравнение Бренстеда

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Уравнение Бренстеда — уравнение, количественно описывающее зависимость скорости катализируемых кислотами или основаниями реакций от природы кислоты. Впервые предложено в 1924 г. Бренстедом и Педерсеном.

Для кислотного катализа уравнение выражается в виде

lg k_a = lg k_0 + \alpha \cdot lg K_a

где ka — каталитическая константа скорости реакции;
Ka — константа кислотности кислоты, выступающей в качестве катализатора;
k0 — константа скорости некатализируемой реакции;
α — константа, характеризующая реакционную серию и отражающая чувствительность скорости реакции к смене катализатора.

В общем виде уравнение записывается в виде

\ log(k) = \alpha \cdot log(K_a) + C

как линейная зависимость константы скорости реакции от логарифма константы ионизации Ka кислот одной серии (например, замещённые фенолы, карбоновые кислоты и др.).

Уравнение Бренстеда — один из примеров выполнения общего соотношения линейности свободных энергий, согласно которому изменения в свободных энергиях реакций ΔG0 и в свободных энергиях активаций ΔG, вызываемые в различных реакциях одинаковыми вариациями структуры реагирующих соединений или среды, связаны линейными зависимостями. В данном уравнении свободная энергия Гиббса кислотной диссоциации пропорциональна энергии активации каталитической стадии реакции

Для основного катализа уравнение выражается в аналогичном виде:

lg k_b = lg k_0 + \beta \cdot lg K_b

Параметры уравнения определяют экспериментально. Значения α и β лежат в диапазоне 0÷1. Уравнение Бренстеда даёт информацию о механизме реакции. Для реакций с небольшими значениями α или β переходное состояние характеризуется малым переносом протона. В случае высоких значений реакция сопровождается полным переносом протона.

Литература[править | править исходный текст]

  • Днепровский А. С., Темникова Т. И. Теоретические основы органической химии. — Л.: «Химия», 1991. — 559 с.
  • Пальм В. А. Основы количественной теории органических реакций. — Л.: «Химия», 1977. — 360 с.