Разложение пероксида водорода с участием ионов металлов переменной валентности. Козлов Ю.Н - 4 стр.

UptoLike

Составители: 

Время жизни цепи, т.е. характерное время установления стационарного
режима, определяет тот из переносчиков цепи, стационарная концентрация
которого наибольшая. В данном случае его атомы хлора.
Поэтому
[]
==
.
1
2
1
0
0
обрывалинейногодля
k
цепиобрываогоквадратичндля
Wk
W
Cl
i
i
st
ц
τ
Важной чертой рассмотренного процесса является сохранение числа
активных частиц в стадии продолжения цепи (одна активная частица
превращается в другую активную частицу). Известны, однако, радикально-
цепные процессы, в которых либо в стадиях продолжения цепи происходит
увеличение (размножение) числа активных частиц, либо дополнительно
образуются активные частицы из продуктов, образующихся в стадиях
продолжении. Примером первого случая является реакция H
2
с O
2
, где в одной
из стадий продолжения цепи из одной активной частицы образуется три:
.
H
+ O
2
ÓH + Ő
Ő + H
2
ÓH +
.
H
Такие реакции называются разветвленными радикально-цепными реакциями.
При взаимодействии H
2
с F
2
продуктом реакции является колебательно-
возбужденная молекула HF, которая, взаимодействуя с F
2
, может привести к
распаду последнего на атомы , а сама при этом дезактивируетсяреакции с
.
F
энергетическим разветвлением.
Наконец, при высокотемпературном окислении углеводородов
образующаяся гидроперекись может распадаться, образуя, при этом радикалы
и ÓH – вырожденно-разветвленные радикально-цепные реакции.
Кинетический анализ таких процессов проводится, как правило, в
предположении, что концентрации всех переносчиков цепи, за исключением
долгоживущего, квазистационарны.
Данному выше определению цепных химических реакций соответствуют и
циклические процессы, в которых в качестве одной из регенерируемых
активных частиц выступают ионы и ион-радикалы. Такие процессы характерны
для реакций в растворах и называются ион-радикально-цепыми. Исследование
одного из таких процессов составляет задачу настоящей работы.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Классическим примером ион-радикально-цепной реакции в водном
растворе является реакция разложения перекиси водорода до H
2
O и O
2
при
введении в систему ионов трехвалентного железа. Поскольку валентность
ионов железа после полного разложения H
2
О
2
сохраняется, то ионы Fe
3+
4
     Время жизни цепи, т.е. характерное время установления стационарного
режима, определяет тот из переносчиков цепи, стационарная концентрация
которого наибольшая. В данном случае его атомы хлора.
Поэтому
                        ⎧ 1
                        ⎪ 2k W − для квадратичного обрыва цепи
         τц =
              [Cl ]st = ⎪ 0 i
                        ⎨
               Wi       ⎪1     − для линейного обрыва.
                        ⎪⎩ k 0
     Важной чертой рассмотренного процесса является сохранение числа
активных частиц в стадии продолжения цепи (одна активная частица
превращается в другую активную частицу). Известны, однако, радикально-
цепные процессы, в которых либо в стадиях продолжения цепи происходит
увеличение (размножение) числа активных частиц, либо дополнительно
образуются активные частицы из продуктов, образующихся в стадиях
продолжении. Примером первого случая является реакция H2 с O2, где в одной
из стадий продолжения цепи из одной активной частицы образуется три:
         .
        H + O2 → ÓH + Ő
                        .
        Ő + H2 → ÓH + H
Такие реакции называются разветвленными радикально-цепными реакциями.
     При взаимодействии H2 с F2 продуктом реакции является колебательно-
возбужденная молекула HF, которая, взаимодействуя с F2, может привести к
                             .
распаду последнего на атомы F , а сама при этом дезактивируется – реакции с
энергетическим разветвлением.
    Наконец,     при    высокотемпературном      окислении    углеводородов
образующаяся гидроперекись может распадаться, образуя, при этом радикалы
RÓ и ÓH – вырожденно-разветвленные радикально-цепные реакции.
    Кинетический анализ таких процессов проводится, как правило, в
предположении, что концентрации всех переносчиков цепи, за исключением
долгоживущего, квазистационарны.
    Данному выше определению цепных химических реакций соответствуют и
циклические процессы, в которых в качестве одной из регенерируемых
активных частиц выступают ионы и ион-радикалы. Такие процессы характерны
для реакций в растворах и называются ион-радикально-цепыми. Исследование
одного из таких процессов составляет задачу настоящей работы.

                        ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
    Классическим примером ион-радикально-цепной реакции в водном
растворе является реакция разложения перекиси водорода до H2O и O2 при
введении в систему ионов трехвалентного железа. Поскольку валентность
ионов железа после полного разложения H2О2 сохраняется, то ионы Fe3+


                                     4