0:00:00.000,0:00:01.440
Нека помислим за реакция

0:00:01.440,0:00:04.010
със следния многоетапен механизъм.

0:00:04.010,0:00:09.010
В стъпка едно А реагира с ВС, за да образува АС + В.

0:00:09.670,0:00:14.670
И в стъпка две АС реагира с D, за да образува А + CD.

0:00:16.870,0:00:19.050
Ако събера двете стъпки на механизма ни в едно,

0:00:19.050,0:00:20.640
можем да намерим балансираното уравнение

0:00:20.640,0:00:23.130
за тази хипотетична реакция.

0:00:23.130,0:00:25.120
Ще поставим всички реактанти

0:00:25.120,0:00:27.560
в лявата страна и ще имаме

0:00:27.560,0:00:30.800
всички продукти вдясно.

0:00:30.800,0:00:33.130
И можем да видим, че АС е вляво

0:00:33.130,0:00:36.450
и също и вдясно, така че можем да го съкратим.

0:00:36.450,0:00:38.600
А също е вляво и вдясно,

0:00:38.600,0:00:40.530
така че можем да съкратим това.

0:00:40.530,0:00:45.360
Така че цялостното уравнение ще е ВС + D

0:00:46.940,0:00:51.673
преминава към В + CD.

0:00:56.002,0:00:58.850
Видахме, че ВС и D са реактантите,

0:01:01.220,0:01:05.480
а В и CD са продуктите

0:01:05.480,0:01:07.980
от тази хипотетична реакция.

0:01:07.980,0:01:11.550
Ако разгледаме механизма, А е тук в началото

0:01:11.550,0:01:13.330
и А е тук в края.

0:01:13.330,0:01:16.040
Но А не е реактант или продукт,

0:01:16.040,0:01:19.363
следователно А трябва да е катализатор.

0:01:20.600,0:01:24.260
Нещо друго, което не е реактант или продукт, е АС.

0:01:24.260,0:01:26.150
Забележи как АС беше генерирано

0:01:26.150,0:01:27.740
в първия етап на механизма ни,

0:01:27.740,0:01:31.630
а после АС е изразходвано във втория етап на механизма.

0:01:31.630,0:01:36.630
Следователно, АС трябва да е междинното съединение за тази реакция.

0:01:41.860,0:01:43.810
След това да разгледаме енергийния профил

0:01:43.810,0:01:45.720
за тази многоетапна рекация.

0:01:45.720,0:01:48.820
Енергийните профили обикновено имат потенциална енергия на оста у

0:01:48.820,0:01:51.640
и прогреса на реакцията на оста х.

0:01:51.640,0:01:55.270
Докато се движим надясно по оста х

0:01:55.270,0:01:56.963
реакцията протича.

0:01:58.310,0:02:00.750
Първата линия в енергийния ни профил

0:02:00.750,0:02:03.750
представлява енергийното ниво на реактантите,

0:02:03.750,0:02:06.330
които са ВС и D.

0:02:06.330,0:02:10.890
Нека покажем връзката между В и С.

0:02:11.750,0:02:14.980
И после имаме налично и D.

0:02:14.980,0:02:17.140
Катализаторът ни също е наличен

0:02:17.140,0:02:19.210
в самото начало на реакцията.

0:02:19.210,0:02:23.883
Ще начертая А над двата ни реактанта.

0:02:26.408,0:02:29.870
Можем да видим, че в енергийния профил имаме два хълма.

0:02:29.870,0:02:32.440
Първият хълм съответства на първата стъпка от механизма,

0:02:32.440,0:02:34.190
а вторият хълм

0:02:34.190,0:02:37.090
съответства на втората стъпка.

0:02:37.090,0:02:40.950
Върхът на първия хълм е преходното състояние

0:02:40.950,0:02:44.250
за първата стъпка на механизма.

0:02:44.250,0:02:47.330
И можем да видим в първата стъпка, че катализатор А

0:02:47.330,0:02:50.510
се сблъсква с ВС, или реагира с ВС,

0:02:50.510,0:02:53.490
за да образува междинното съединение АС.

0:02:53.490,0:02:58.490
Тоест А трябва да се сблъска с ВС и при преходното състояяние

0:02:59.030,0:03:02.370
връзката между В и С се разкъсва

0:03:02.370,0:03:07.370
и в същото време връзката между А и С се образува.

0:03:10.380,0:03:12.760
Пак ще имаме наличен реактанта D

0:03:12.760,0:03:14.330
в този хълм.

0:03:14.330,0:03:17.410
Ще начертая D тук.

0:03:17.410,0:03:22.410
Когато се сблъска с ВС, сблъсъкът трябва да има

0:03:22.660,0:03:27.660
достатъчно кинетична енергия, че да преодолее активационната енергия,

0:03:28.280,0:03:31.270
която е необходима за протичане на реакцията.

0:03:31.270,0:03:33.530
И на този енергиен профил

0:03:33.530,0:03:36.520
активационната енергия е разликата в енергията

0:03:36.520,0:03:41.520
между реактантите и преходното състояние,

0:03:42.440,0:03:44.000
тоест самият връх на хълма.

0:03:44.000,0:03:46.900
Тази разлика в енергия

0:03:46.900,0:03:49.310
съответства на активационната енергия

0:03:49.310,0:03:53.403
за първата стъпка на механизма, която ще наречем Еа1.

0:03:54.890,0:03:57.760
Ако приемем, че сблъсъкът има достатъчно енергия,

0:03:57.760,0:04:00.260
за да преодолее активационната енергия

0:04:00.260,0:04:04.610
ще образуваме междинния продукт АС и също ще образуваме В.

0:04:04.610,0:04:06.650
Нека покажем, че връзката

0:04:06.650,0:04:09.960
между А и С сега се е образувала.

0:04:09.960,0:04:12.380
Долината тук, между двата ни хълма,

0:04:12.380,0:04:16.330
представлява енергийното ниво на междинния продукт.

0:04:16.330,0:04:18.120
Също трябва да е наличен...

0:04:18.120,0:04:20.990
Можем да запишем В тук.

0:04:20.990,0:04:23.130
И пак ще имаме наличен D.

0:04:23.130,0:04:25.290
D още не е реагирал.

0:04:25.290,0:04:27.803
Ще начертаем и D.

0:04:30.440,0:04:31.970
След това сме готови за втория хълм

0:04:31.970,0:04:34.360
или втората стъпка от механизма ни.

0:04:34.360,0:04:39.060
Във втората стъпка АС, междинният продукт, реагира с D,

0:04:39.060,0:04:41.840
за да образува А и CD.

0:04:41.840,0:04:45.160
Горната част на втория хълм ще е преходното състояние

0:04:45.160,0:04:47.240
за втората стъпка.

0:04:47.240,0:04:51.970
Можем да покажем, че връзката между А и С се разкъсва.

0:04:51.970,0:04:56.970
И в същото време връзката между С и D се образува.

0:04:58.980,0:05:02.120
Разликата в енергията между енергията

0:05:02.120,0:05:05.540
на междинния продукт и енергията на преходното състояние

0:05:05.540,0:05:07.660
представлява активационната енергия

0:05:07.660,0:05:09.900
за втората стъпка на механизма,

0:05:09.900,0:05:12.007
която ще наречем Еа2.

0:05:14.650,0:05:19.390
АС и D трябва да се сблъскат с достатъчно кинетична енергия,

0:05:19.390,0:05:24.390
че да преодолеят активационната енергия за тази втора стъпка.

0:05:24.450,0:05:28.100
Ако АС и D се сблъскат с достатъчно кинетична енергия

0:05:28.100,0:05:31.760
ще произведем А и CD.

0:05:31.760,0:05:35.130
Тази линия тук в края представлява енергийното ниво

0:05:35.130,0:05:37.910
на продуктите ни.

0:05:37.910,0:05:42.910
CD е един от продуктите, така че ще запишем това тук.

0:05:43.530,0:05:46.600
И, помни, В е от продуктите,

0:05:46.600,0:05:51.330
които образувахме в първата стъпка на механизма.

0:05:51.330,0:05:55.640
Нека поставим тук В + CD.

0:05:55.640,0:05:58.180
И също преобразувахме катализатора си,

0:05:58.180,0:06:01.540
така че и А ще е налично тук.

0:06:01.540,0:06:04.910
След това нека сравним първата активационна енергия Еа1

0:06:04.910,0:06:08.040
с втората активационна енергия Еа2.

0:06:08.040,0:06:10.490
Като гледаме енергийния профил, можем да видим, че Еа2

0:06:11.741,0:06:14.587
има много по-голяма активационна енергия от Еа2.

0:06:15.550,0:06:20.550
Нека запишем, че Еа1 е по-голяма от Еа2.

0:06:20.890,0:06:24.490
Колкото по-малка е активационната енергия, толкова по-бърза е реакцията

0:06:24.490,0:06:26.910
и тъй като има по-малка активационна енергия

0:06:26.910,0:06:28.440
за втората стъпка,

0:06:28.440,0:06:32.320
втората стъпка трябва да е по-бързата от двете.

0:06:32.320,0:06:35.440
Тъй като първата стъпка има по-висока активационна енергия,

0:06:35.440,0:06:40.440
първата стъпка трябва да е бавна в сравнение с втората стъпка.

0:06:42.150,0:06:45.070
Тъй като първата стъпка на механизма е бавната стъпка,

0:06:45.070,0:06:48.083
първата стъпка е скоростообразуващият етап.

0:06:48.960,0:06:51.620
Накрая, нека намерим цялостната промяна в енергията

0:06:51.620,0:06:54.020
за реакцията ни.

0:06:54.020,0:06:57.320
За да намерим цялостната промяна в енергията, това е делта Е,

0:06:57.320,0:06:59.640
което е крайното минус началното.

0:06:59.640,0:07:02.220
Тоест това ще е енергията на продуктите

0:07:02.220,0:07:05.870
минус енергията на реактантите.

0:07:05.870,0:07:09.320
Енергийното ниво на продуктите е тук,

0:07:09.320,0:07:11.100
а енергийното ниво на реактантите

0:07:11.100,0:07:11.933
е в началото.

0:07:11.933,0:07:14.210
Нека разширя пунктираната линия тук,

0:07:14.210,0:07:16.570
за да можем по-добре да сравним двете.

0:07:16.570,0:07:18.540
Като представяме делта Е на графика,

0:07:18.540,0:07:20.300
това ще е разликата в енергията

0:07:20.300,0:07:22.760
между тези две прави.

0:07:22.760,0:07:24.750
И тъй като енергията на продуктите

0:07:24.750,0:07:27.650
е по-голяма от енергията на реактантите

0:07:27.650,0:07:29.930
ще изваждаме по-малко число

0:07:29.930,0:07:31.210
от по-голямо число

0:07:31.210,0:07:34.360
и следователно делта Е ще е положителна

0:07:34.360,0:07:37.010
за тази хипотетична реакция.

0:07:37.010,0:07:39.290
И тъй като делта Е е положителна

0:07:39.290,0:07:43.563
знаем, че тази реакция е ендотермична реакция.