WEBVTT

00:00:00.000 --> 00:00:01.440
Нека помислим за реакция

00:00:01.440 --> 00:00:04.010
със следния многоетапен механизъм.

00:00:04.010 --> 00:00:09.010
В стъпка едно А реагира с ВС, за да образува АС + В.

00:00:09.670 --> 00:00:14.670
И в стъпка две АС реагира с D, за да образува А + CD.

00:00:16.870 --> 00:00:19.050
Ако събера двете стъпки на механизма ни в едно,

00:00:19.050 --> 00:00:20.640
можем да намерим балансираното уравнение

00:00:20.640 --> 00:00:23.130
за тази хипотетична реакция.

00:00:23.130 --> 00:00:25.120
Ще поставим всички реактанти

00:00:25.120 --> 00:00:27.560
в лявата страна и ще имаме

00:00:27.560 --> 00:00:30.800
всички продукти вдясно.

00:00:30.800 --> 00:00:33.130
И можем да видим, че АС е вляво

00:00:33.130 --> 00:00:36.450
и също и вдясно, така че можем да го съкратим.

00:00:36.450 --> 00:00:38.600
А също е вляво и вдясно,

00:00:38.600 --> 00:00:40.530
така че можем да съкратим това.

00:00:40.530 --> 00:00:45.360
Така че цялостното уравнение ще е ВС + D

00:00:46.940 --> 00:00:51.673
преминава към В + CD.

00:00:56.002 --> 00:00:58.850
Видахме, че ВС и D са реактантите,

00:01:01.220 --> 00:01:05.480
а В и CD са продуктите

00:01:05.480 --> 00:01:07.980
от тази хипотетична реакция.

00:01:07.980 --> 00:01:11.550
Ако разгледаме механизма, А е тук в началото

00:01:11.550 --> 00:01:13.330
и А е тук в края.

00:01:13.330 --> 00:01:16.040
Но А не е реактант или продукт,

00:01:16.040 --> 00:01:19.363
следователно А трябва да е катализатор.

00:01:20.600 --> 00:01:24.260
Нещо друго, което не е реактант или продукт, е АС.

00:01:24.260 --> 00:01:26.150
Забележи как АС беше генерирано

00:01:26.150 --> 00:01:27.740
в първия етап на механизма ни,

00:01:27.740 --> 00:01:31.630
а после АС е изразходвано във втория етап на механизма.

00:01:31.630 --> 00:01:36.630
Следователно, АС трябва да е междинното съединение за тази реакция.

00:01:41.860 --> 00:01:43.810
След това да разгледаме енергийния профил

00:01:43.810 --> 00:01:45.720
за тази многоетапна рекация.

00:01:45.720 --> 00:01:48.820
Енергийните профили обикновено имат потенциална енергия на оста у

00:01:48.820 --> 00:01:51.640
и прогреса на реакцията на оста х.

00:01:51.640 --> 00:01:55.270
Докато се движим надясно по оста х

00:01:55.270 --> 00:01:56.963
реакцията протича.

00:01:58.310 --> 00:02:00.750
Първата линия в енергийния ни профил

00:02:00.750 --> 00:02:03.750
представлява енергийното ниво на реактантите,

00:02:03.750 --> 00:02:06.330
които са ВС и D.

00:02:06.330 --> 00:02:10.890
Нека покажем връзката между В и С.

00:02:11.750 --> 00:02:14.980
И после имаме налично и D.

00:02:14.980 --> 00:02:17.140
Катализаторът ни също е наличен

00:02:17.140 --> 00:02:19.210
в самото начало на реакцията.

00:02:19.210 --> 00:02:23.883
Ще начертая А над двата ни реактанта.

00:02:26.408 --> 00:02:29.870
Можем да видим, че в енергийния профил имаме два хълма.

00:02:29.870 --> 00:02:32.440
Първият хълм съответства на първата стъпка от механизма,

00:02:32.440 --> 00:02:34.190
а вторият хълм

00:02:34.190 --> 00:02:37.090
съответства на втората стъпка.

00:02:37.090 --> 00:02:40.950
Върхът на първия хълм е преходното състояние

00:02:40.950 --> 00:02:44.250
за първата стъпка на механизма.

00:02:44.250 --> 00:02:47.330
И можем да видим в първата стъпка, че катализатор А

00:02:47.330 --> 00:02:50.510
се сблъсква с ВС, или реагира с ВС,

00:02:50.510 --> 00:02:53.490
за да образува междинното съединение АС.

00:02:53.490 --> 00:02:58.490
Тоест А трябва да се сблъска с ВС и при преходното състояяние

00:02:59.030 --> 00:03:02.370
връзката между В и С се разкъсва

00:03:02.370 --> 00:03:07.370
и в същото време връзката между А и С се образува.

00:03:10.380 --> 00:03:12.760
Пак ще имаме наличен реактанта D

00:03:12.760 --> 00:03:14.330
в този хълм.

00:03:14.330 --> 00:03:17.410
Ще начертая D тук.

00:03:17.410 --> 00:03:22.410
Когато се сблъска с ВС, сблъсъкът трябва да има

00:03:22.660 --> 00:03:27.660
достатъчно кинетична енергия, че да преодолее активационната енергия,

00:03:28.280 --> 00:03:31.270
която е необходима за протичане на реакцията.

00:03:31.270 --> 00:03:33.530
И на този енергиен профил

00:03:33.530 --> 00:03:36.520
активационната енергия е разликата в енергията

00:03:36.520 --> 00:03:41.520
между реактантите и преходното състояние,

00:03:42.440 --> 00:03:44.000
тоест самият връх на хълма.

00:03:44.000 --> 00:03:46.900
Тази разлика в енергия

00:03:46.900 --> 00:03:49.310
съответства на активационната енергия

00:03:49.310 --> 00:03:53.403
за първата стъпка на механизма, която ще наречем Еа1.

00:03:54.890 --> 00:03:57.760
Ако приемем, че сблъсъкът има достатъчно енергия,

00:03:57.760 --> 00:04:00.260
за да преодолее активационната енергия

00:04:00.260 --> 00:04:04.610
ще образуваме междинния продукт АС и също ще образуваме В.

00:04:04.610 --> 00:04:06.650
Нека покажем, че връзката

00:04:06.650 --> 00:04:09.960
между А и С сега се е образувала.

00:04:09.960 --> 00:04:12.380
Долината тук, между двата ни хълма,

00:04:12.380 --> 00:04:16.330
представлява енергийното ниво на междинния продукт.

00:04:16.330 --> 00:04:18.120
Също трябва да е наличен...

00:04:18.120 --> 00:04:20.990
Можем да запишем В тук.

00:04:20.990 --> 00:04:23.130
И пак ще имаме наличен D.

00:04:23.130 --> 00:04:25.290
D още не е реагирал.

00:04:25.290 --> 00:04:27.803
Ще начертаем и D.

00:04:30.440 --> 00:04:31.970
След това сме готови за втория хълм

00:04:31.970 --> 00:04:34.360
или втората стъпка от механизма ни.

00:04:34.360 --> 00:04:39.060
Във втората стъпка АС, междинният продукт, реагира с D,

00:04:39.060 --> 00:04:41.840
за да образува А и CD.

00:04:41.840 --> 00:04:45.160
Горната част на втория хълм ще е преходното състояние

00:04:45.160 --> 00:04:47.240
за втората стъпка.

00:04:47.240 --> 00:04:51.970
Можем да покажем, че връзката между А и С се разкъсва.

00:04:51.970 --> 00:04:56.970
И в същото време връзката между С и D се образува.

00:04:58.980 --> 00:05:02.120
Разликата в енергията между енергията

00:05:02.120 --> 00:05:05.540
на междинния продукт и енергията на преходното състояние

00:05:05.540 --> 00:05:07.660
представлява активационната енергия

00:05:07.660 --> 00:05:09.900
за втората стъпка на механизма,

00:05:09.900 --> 00:05:12.007
която ще наречем Еа2.

00:05:14.650 --> 00:05:19.390
АС и D трябва да се сблъскат с достатъчно кинетична енергия,

00:05:19.390 --> 00:05:24.390
че да преодолеят активационната енергия за тази втора стъпка.

00:05:24.450 --> 00:05:28.100
Ако АС и D се сблъскат с достатъчно кинетична енергия

00:05:28.100 --> 00:05:31.760
ще произведем А и CD.

00:05:31.760 --> 00:05:35.130
Тази линия тук в края представлява енергийното ниво

00:05:35.130 --> 00:05:37.910
на продуктите ни.

00:05:37.910 --> 00:05:42.910
CD е един от продуктите, така че ще запишем това тук.

00:05:43.530 --> 00:05:46.600
И, помни, В е от продуктите,

00:05:46.600 --> 00:05:51.330
които образувахме в първата стъпка на механизма.

00:05:51.330 --> 00:05:55.640
Нека поставим тук В + CD.

00:05:55.640 --> 00:05:58.180
И също преобразувахме катализатора си,

00:05:58.180 --> 00:06:01.540
така че и А ще е налично тук.

00:06:01.540 --> 00:06:04.910
След това нека сравним първата активационна енергия Еа1

00:06:04.910 --> 00:06:08.040
с втората активационна енергия Еа2.

00:06:08.040 --> 00:06:10.490
Като гледаме енергийния профил, можем да видим, че Еа2

00:06:11.741 --> 00:06:14.587
има много по-голяма активационна енергия от Еа2.

00:06:15.550 --> 00:06:20.550
Нека запишем, че Еа1 е по-голяма от Еа2.

00:06:20.890 --> 00:06:24.490
Колкото по-малка е активационната енергия, толкова по-бърза е реакцията

00:06:24.490 --> 00:06:26.910
и тъй като има по-малка активационна енергия

00:06:26.910 --> 00:06:28.440
за втората стъпка,

00:06:28.440 --> 00:06:32.320
втората стъпка трябва да е по-бързата от двете.

00:06:32.320 --> 00:06:35.440
Тъй като първата стъпка има по-висока активационна енергия,

00:06:35.440 --> 00:06:40.440
първата стъпка трябва да е бавна в сравнение с втората стъпка.

00:06:42.150 --> 00:06:45.070
Тъй като първата стъпка на механизма е бавната стъпка,

00:06:45.070 --> 00:06:48.083
първата стъпка е скоростообразуващият етап.

00:06:48.960 --> 00:06:51.620
Накрая, нека намерим цялостната промяна в енергията

00:06:51.620 --> 00:06:54.020
за реакцията ни.

00:06:54.020 --> 00:06:57.320
За да намерим цялостната промяна в енергията, това е делта Е,

00:06:57.320 --> 00:06:59.640
което е крайното минус началното.

00:06:59.640 --> 00:07:02.220
Тоест това ще е енергията на продуктите

00:07:02.220 --> 00:07:05.870
минус енергията на реактантите.

00:07:05.870 --> 00:07:09.320
Енергийното ниво на продуктите е тук,

00:07:09.320 --> 00:07:11.100
а енергийното ниво на реактантите

00:07:11.100 --> 00:07:11.933
е в началото.

00:07:11.933 --> 00:07:14.210
Нека разширя пунктираната линия тук,

00:07:14.210 --> 00:07:16.570
за да можем по-добре да сравним двете.

00:07:16.570 --> 00:07:18.540
Като представяме делта Е на графика,

00:07:18.540 --> 00:07:20.300
това ще е разликата в енергията

00:07:20.300 --> 00:07:22.760
между тези две прави.

00:07:22.760 --> 00:07:24.750
И тъй като енергията на продуктите

00:07:24.750 --> 00:07:27.650
е по-голяма от енергията на реактантите

00:07:27.650 --> 00:07:29.930
ще изваждаме по-малко число

00:07:29.930 --> 00:07:31.210
от по-голямо число

00:07:31.210 --> 00:07:34.360
и следователно делта Е ще е положителна

00:07:34.360 --> 00:07:37.010
за тази хипотетична реакция.

00:07:37.010 --> 00:07:39.290
И тъй като делта Е е положителна

00:07:39.290 --> 00:07:43.563
знаем, че тази реакция е ендотермична реакция.