|
Читайте также: |
Ланцюгові реакції характеризуються появою в системі активованої частинки (радикала), яка зумовлює послідовну взаємодію великої кількості реагуючих речовин.
Утворення вільних радикалів відбувається при нагріванні, освітленні, під дією ядерного випромінювання, при електричному розряді.
Прикладом ланцюгової реакції є реакція взаємодії водню та хлору з утворенням хлороводню:
Н2 + С12 = 2НС1.
Ланцюгові реакції складаються з трьох стадій: зародження, розвиток і обрив ланцюга. Реакція взаємодії водню з хлором спричиняється дією світла. Спочатку під дією кванту світла hv молекула С12 розпадається на атоми хлору (зародження ланцюга):
С12 + hν = 2Сl•
Утворені атоми хлору легко взаємодіють з молекулами водню:
Cl• + H2 = HCl + Н•.
Атом водню, в свою чергу, легко взаємодіє з молекулою хлору:
Н• + С12 = НС1 + С1•.
Потім елементарні акти реакції повторюються, формується ряд процесів, які чергуються — ланцюг реакцій (розвиток ланцюга):
СІ• + Н2 = НС1 + Н•,
Н• + С12 = НС1 + С1•,
СІ• + Н2 = НС1 + Н•,
Доведено, що поглинання одного кванта світла призводить до утворення близько 100 000 молекул НС1. Закінчується ланцюг реакцій обривом ланцюга, тобто зіткненням двох вільних радикалів:
H• + •H = H2,
СІ• + •СІ = С12.
Обрив ланцюга відбувається також у випадку, коли радикали взаємодіють з будь-якими домішками або зштовхуються з стінками посудини. Таким чином, швидкість ланцюгової реакції залежить від форми посудини та наявності домішок.
Утворення хлороводню належить до типу нерозгалужених ланцюгових реакцій.
Другим типом ланцюгових реакцій є розгалужені ланцюгові реакції, внаслідок яких взаємодія вільного радикала з молекулою вихідної речовини призводить до утворення двох або більше вільних радикалів. Один з них продовжує ланцюг, а інші починають нові. До розгалужених ланцюгових реакцій належить реакція окиснення водню киснем з утворенням води. У суміші водню з киснем при нагріванні чи електричному розряді починається реакція:
Н2 + О2 + h v = •ОН + •ОН,
потім ланцюг розгалужується:
•ОН + Н2 = Н2О + Н•,
Н• + О2 = •ОН + •О• (два радикали),
•О• + Н2 = •ОН + Н• (два радикали).
Радикали, які утворюються в двох перших реакціях, забезпечують розвиток нерозгалуженого ланцюга. Атом кисню, який має два неспарених електрони, утворює два додаткових ланцюги радикалами •ОН і •О• або •ОН і •Н, які починають розгалуження. Таке швидке утворення радикалів може призвести до вибуху.
Ланцюгові реакції досить поширені. За ланцюговим механізмом перебігають більшість реакцій окиснення вуглеводнів, процеси полімеризації, реакції одержання альдегідів, спиртів, кислот тощо. Велику роль ланцюгові реакції відіграють у біологічних процесах.
Сучасну теорію ланцюгових реакцій розробили М. М. Семенов та С. Н. Хіншельвуд.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 230 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |