Reaktionsmekanisme

For god ordens skyld skulle jeg måske lige nævne at det er en syrekatalyseret reaktion imellem diiod og acetone, de to første trin er en omlejring fra en keton til en enol, som katalyseret af H⁺ som derefter gendannes i trin 2. Enolen adderer I₂ til dobbeltbindingen i trin 3 og i 4. trin sker der en elimination af H⁺

følger med her ;)

Er trin 2 det trin hvor oxoniumionen (H3O-C(=O(+)H)-CH3) omdannes til enolen (H3C(OH)=CH2)?

I så fald må vi kunne skrive:

d[Enol]/dt = k_1[Ox_ion] - k_2[I2][Enol]

hvor k_1 er hastighedskonstanten i trin 2 (= dannelsen af enol), idet vi lader trin 2 være irreversibel; og k_2 er hastighedskonstanten i trin 3 (= dannelse af 1-iodpropan-2-on).

Men du må hellere beskrive processerne nærmere før at jeg tør love noget!

H3O-C(=O(+)H)-CH3 

skulle have været

H3C-C(=O(+)H)-CH3

Reaktionen forløber således:

1) CH₃-C(=O)-CH₃ + H⁺ omdannes ved en reversibel reaktion til CH₃-C(=O⁺-H)-CH₃ -hurtig reaktion

2) CH₃-C(=O⁺-H)-CH₃ omdannes ved en irreversibel reaktion til CH₃-C(-O-H)=CH₂ + H⁺ langsom

3) CH₃-C(-O-H)=CH₂ + I₂ omdannes ved en reversibel reaktion til CH₃-C(-I)(-O-H)-CH₂I hurtig

4) CH₃-C(I)(O-H)-CH₂I omdannes ved en reversibel reaktion til CH₃-C(=O)-CH₂I + H⁺ + I^- hurtig

Det jeg prøver at kommunikere med C(-I)(-O-H) er at der er bundet både et I og O-H på C-atomet

Jeg skal simpelthen forstå teorien bag dette her, hvordan beviser jeg at min fundne reaktionsmekanisme er korrekt?

Mit hastighedsudtryk er for resten v = k*[acetone]*[HCl]

Fra trin 1 har vi, at

K_c = [AH⁺]/([A][H⁺]) ⇔ [AH⁺] = K[A][H⁺] (hvor K_c er ligevægtskonstanten)    (i)

Fra trin 2 har vi, at

d[E]/dt = k₁[AH⁺] - k₂[I₂][E]    (ii)

Fra trin 3 og 4 (begge hurtige trin) har vi, at

d[A-iod]/dt = k₂[I₂][E]      (iii)

Vi lader d[E]/dt = 0 fordi vi regner med steady-state betingelser, så fra (ii) haves

0 = k₁[AH⁺] - k₂[I₂][E] ⇔ [E] = k₁[AH⁺]  /  k₂[I₂] = k₁(K_c[A][H⁺])  /  k₂[I₂]   (iiii)

(i) og (iiii) indsættes i (iii), så

d[A-iod]/dt = k₂[I₂][E] = k₂[I₂]k₁K_c[A][H⁺]  /  (k₂[I₂]) = k₁K_c[A][H⁺]

Lad k = k₁K_c, så

d[A-iod]/dt = k[A][H⁺]

eller

v = k[A][H⁺]

Altså afhænger hastigheden utroligt nok ikke af halogenkoncentrationen. Grunden til, at vi kan lade trin 2 være irreversibel skyldes, at enolen reagerer meget hurtigere med halogenet end hydrogenionen.

For en sikkerheds skyld bør der nok være en habil kemiker der kigger udregningerne og principperne i #6 igennem.

Du er simpelthen en perle! :D Nu har jeg noget jeg kan arbejde ud fra, det er rigtig rigtig fedt :)

Det giver rigtig god mening, synes jeg, men hvad er forklaringen på, at d[E]/dt = k1[AH+] - k2[I2][E] kan lade sig gøre?

Når man har to hurtige, reversible reaktioner lige efter hinanden, ser man så bort fra den modgående reaktion?