Какие относительные скорости замещения первичного и третичного водорода наблюдаются при нитровании изобутана азотной

При нитровании изобутана азотной кислотой происходит замещение атомов водорода в молекуле изобутана атомами нитрогруппы. Для определения относительных скоростей замещения первичного и третичного водорода, нам понадобится рассмотреть строение молекулы изобутана.

Изобутан (C₄H₁₀) - это пример алкана, у которого каждый углеродный атом связан с четырьмя другими атомами, в данном случае с атомами водорода. Молекула изобутана имеет следующую структуру:

H H H
\ | /
H - C - C - C - H
/ | \
H H H

Мы можем видеть, что в этой молекуле есть три типа водородных атомов. Первичные водородные атомы (обозначенные жирными буквами H) связаны с одниматомом углерода, третичные водородные атомы (обозначенные курсивными буквами H) связаны с тремяатомами углерода, а вторичные водородные атомы связаны с двумя атомами углерода и отсутствуют в данной молекуле.

При нитровании изобутана азотной кислотой атомы нитрогруппы замещают атомы водорода в молекуле изобутана. Скорость замещения водорода зависит от реакционных условий, в том числе от температуры.

Так как в вашей задаче указана газовая фаза и температура 450°, мы можем предположить, что это условия, при которых происходит равновесная реакция. В равновесной системе молекулы изобутана и азотной кислоты реагируют, образуя продукты и обратно рассасываются, образуя исходные вещества. В этом случае скорость замещения первичного и третичного водорода будет равной.

Таким образом, в равновесных условиях нитрования изобутана азотной кислотой в газовой фазе при температуре 450°, относительные скорости замещения первичного и третичного водорода будут одинаковыми. Это объясняется тем, что равновесный процесс обратим, и скорости прямой и обратной реакций становятся равными. Таким образом, в равновесной системе мы не видим разницы в скорости замещения первичного и третичного водорода.