Составители:
Рубрика:
Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
75
ных частиц, или первичных цепей, может быстро возрасти, и процесс завер-
шится самовоспламенением или взрывом.
Взрыв – это процесс быстрого выделения энергии, связанного с вне-
запным изменением состояния вещества, в результате чего в среде образу-
ется ударная или взрывная волна
. Возникновение цепного воспламенения или
взрыва
1
, как видно из предыдущего изложения, – результат лавинообразного
нарастания числа активных частиц (свободных радикалов) при постоянной
температуре вследствие протекания разветвленной цепной реакции.
Воспламенению горючей смеси предшествует
индукционный период
2
.
Теория разветвленных цепей объясняет это тем, что сначала число цепей может
быть очень мало и реакция незаметна вследствие недостаточной чувствитель-
ности метода анализа. По истечении некоторого времени число цепей возраста-
ет в громадной степени вследствие упоминавшегося лавинообразного размно-
жения и следует воспламенение или взрыв. Для этого случая теория дает сле-
дующую зависимость скорости реакции от времени:
(
)
1Ae
ϕτ
=
−v , (2.155)
где
A и ϕ – постоянные, характеризующие реакцию и зависящие от ряда усло-
вий. При выводе уравнения (2.155) теорией цепных реакций не учитывается
уменьшение концентрации реагентов вследствие «выгорания», поэтому стрем-
лению скорости к бесконечности с течением времени не следует придавать ка-
кого-либо физического смысла. Скорость действительно становится очень
большой, но не бесконечной.
На известную
неопределенность понятия «индукционный период» мы
уже указывали при рассмотрении последовательных реакций (см. 2.2.1.5).
Формально индукционный период можно определить как время, в течение
которого скорость реакции возрастает в e раз; экспериментальное опреде-
ление продолжительности индукционного периода фактически зависит от
чувствительности прибора
.
Ранее уже было введено понятие средней длины цепи
L, являющейся
средним числом звеньев цепи, вызываемым одной активной частицей (атомом
1
Цепной взрыв следует отличать от теплового взрыва, который возникает при обычной (не
цепной) экзотермической реакции, когда выделение теплоты при химической реакции стано-
вится больше теплоотдачи.
2
Напомним, что этот термин встречался ранее при рассмотрении последовательных реакций,
а также при описании автокатализа.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- …
- следующая ›
- последняя »
