* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
48
ГЛАВА
II
Зависимость величины А от частоты соударений реагирующих частиц, выведенная на основании кинетической теории, выражается следующим уравнением:
где Z — число соударений, с — с р е д н и й эффективный диаметр соударяющихся частиц, к — постоянная Больцмана, M и Ж — массы молекул 1 и 2 . Это выражение для числа соударений часто используют для вычисления среднего эффективного диаметра молекул о. Однако для многих реакций, скорости которых не могут быть выражены с помощью этой упрощенной гипотезы, объясняющей скорость реакции числом соударений, это выражение оказывается неприменимым. Поэтому в выражении Аррениуса была введена величина Р , характеризующая вероятность протекания реакции при соударении, часто называемая стерическим фактором k = PZ • е-& .
t 2 ят
Эта величина равна 1 в случае реакций, подчиняющихся закону простого соударения. Реакция Меншуткина представляла особый интерес с точки зрения кинетики, так как стерический фактор для нее необычно мал и сильно зависит от природы растворителя. В табл. 9 приведены значения, полученные для реакции между C H -N(CH ) и С Н -СОСН Вг. Таблица 9
6 & 3 S е Б 2
РЕАКЦИЯ МЕНШУТКИНА, С Н | - ^ Ж € Э Д г * С Н(-СОСН Вг
а 0 5
Растворитель (СНдео С.Н.-СОСНз
СН^ОН
k-\0* Е {кал • моль-" ) . -IgP.
1
80,5 9 747 4,94
84,5 9929 5,08
118 11200 6,16
650 13800 8,78
Такое малое значение стерического фактора указывает на то, что лишь очень немногие из кинетически активированных молекул, претерпевающих соуда рения, действительно вступают в реакцию друг с другом. Многочисленные авторы, в том числе Нориш [N14] и Хиншельвуд |Н89], высказывали предполо жение, что реакция идет через стадию обратимого образования промежуточного соединения, способного давать конечные продукты реакции лишь при соответ ствующих благоприятных условиях. Предполагалось, что большинство таких комплексов диссоциирует на исходные молекулы. Для проверки справедливости этой гипотезы в качестве объекта был использован йодистый метил, содержащий тритий. Реакция происходила между радиоактивным йодистым метилом и избытком триметиламина в этаноле, а также в бензоле. Если действительно имеет место обратимое образование промежуточ ного комплекса, в котором все метильные группы до его распада на исходные вещества являются равноценными, то меченные тритием метильные группы должны быть найдены как в непрореагировавшем амине, так и в галогениде. С целью определения трития в амине последний переводили в хлорид, отгоняли растворитель, после чего амин выделяли действием едкого кали и сжигали в трубке для сожжения. Воду, полученную в результате сожжения амина, под вергали разложению и с помощью счетчика Гейгера измеряли активность водорода. Авторы учитывали возможность обмена водорода на тритий при образовании хлорида, который мог привести к уменьшению содержания трития в амине. Были поставлены контрольные опыты, показавшие, что обмен в этих условиях