Уравнение Бренстеда — уравнение, количественно описывающее зависимость скорости катализируемых кислотами или основаниями реакций от природы кислоты. Впервые предложено в 1924 г. Бренстедом и Педерсеном.

Для кислотного катализа уравнение выражается в виде

где k_a — каталитическая константа скорости реакции;
K_a — константа кислотности кислоты, выступающей в качестве катализатора;
k₀ — константа скорости некатализируемой реакции;
α — константа, характеризующая реакционную серию и отражающая чувствительность скорости реакции к смене катализатора.

В общем виде уравнение записывается в виде

как линейная зависимость константы скорости реакции от логарифма константы ионизации K_a кислот одной серии (например, замещённые фенолы, карбоновые кислоты и др.).

Уравнение Бренстеда — один из примеров выполнения общего соотношения линейности свободных энергий, согласно которому изменения в свободных энергиях реакций ΔG⁰ и в свободных энергиях активаций ΔG^≠, вызываемые в различных реакциях одинаковыми вариациями структуры реагирующих соединений или среды, связаны линейными зависимостями. В данном уравнении свободная энергия Гиббса кислотной диссоциации пропорциональна энергии активации каталитической стадии реакции

Для основного катализа уравнение выражается в аналогичном виде:

Параметры уравнения определяют экспериментально. Значения α и β лежат в диапазоне 0÷1. Уравнение Бренстеда даёт информацию о механизме реакции. Для реакций с небольшими значениями α или β переходное состояние характеризуется малым переносом протона. В случае высоких значений реакция сопровождается полным переносом протона.

Литература

• Днепровский А. С., Темникова Т. И. Теоретические основы органической химии. — Л.: «Химия», 1991. — 559 с.
• Пальм В. А. Основы количественной теории органических реакций. — Л.: «Химия», 1977. — 360 с.