Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 106 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

106
3.2 Неразветвлённые цепные реакции
Цепные реакции, как и каталитические, относятся к типу
циклических реакций. Для цепных превращений характерно превышение
скорости реакции над скоростью образования активных частиц.
Активные частицы реагируют как друг с другом, так и со стабильными
веществами с образованием других активных частиц. Если в
последовательности таких реакций происходит реакция,
в результате
которой появляется предшествующая активная частица, то процесс
приобретает циклический характер. Сумму реакций, приводящих к
образованию продукта и регенерации активной частицы, начавшей цепь
превращений реагентов в продукты, называют циклом реакций
продолжения цепи, звеном цепи. Число, показывающее, сколько
частиц продукта образуется на каждую активную частицу,
появляющуюся в стадии активации, называют
длиной цепи ν. Длина
цепи может изменяться от единиц до сотен тысяч и зависит от природы
реагентов, концентрации и скорости генерации активных частиц. Для
большинства цепных превращений величина
ν = 10 ÷ 10
3
.
Активными частицами в цепных реакциях чаще всего выступают
свободные радикалы. Такие процессы называются радикально
цепными, а цепные реакции с циклами, в результате которых не
происходит увеличения числа радикалов, относятся к классу
неразветвлённых цепных реакций.
Цепные реакции включают три стадии:
1) Стадия инициированиягенерация активных частиц из
стабильных веществ;
2)
Стадия продолжения цепиреакция с участием активной
частицы (переносчика цепи) начинает, а реакция, в результате
которой образуется продукт и та же активная частица,
завершает цикл реакций продолжения цепи;
3) Стадия обрыва цепигибель переносчиков цепи.
В общем случае энергия активации
Е
1
> Е
2
> Е
3
.
Инициирование. Наиболее энергоёмкой стадией цепного
процесса является реакция инициирования. При подводе энергии в той
или иной форме (тепло, излучение, частицы высоких энергий) радикалы
образуются в результате гомолитического разрыва связей:
RR
k
RR
i
−+⎯→⎯⎯
&&
.
Радикалы и атомы образуются при разрыве в молекуле наименее
прочной химической связи. Так, например, при повышении температуры
               3.2 Неразветвлённые цепные реакции

     Цепные реакции, как и каталитические, относятся к типу
циклических реакций. Для цепных превращений характерно превышение
скорости реакции над скоростью образования активных частиц.
Активные частицы реагируют как друг с другом, так и со стабильными
веществами с образованием других активных частиц. Если в
последовательности таких реакций происходит реакция, в результате
которой появляется предшествующая активная частица, то процесс
приобретает циклический характер. Сумму реакций, приводящих к
образованию продукта и регенерации активной частицы, начавшей цепь
превращений реагентов в продукты, называют циклом реакций
продолжения цепи, звеном цепи. Число, показывающее, сколько
частиц продукта образуется на каждую активную частицу,
появляющуюся в стадии активации, называют длиной цепи ν. Длина
цепи может изменяться от единиц до сотен тысяч и зависит от природы
реагентов, концентрации и скорости генерации активных частиц. Для
большинства цепных превращений величина ν = 10 ÷ 10 .
                                                     3

     Активными частицами в цепных реакциях чаще всего выступают
свободные радикалы. Такие процессы называются радикально –
цепными, а цепные реакции с циклами, в результате которых не
происходит увеличения числа радикалов, относятся к классу
неразветвлённых цепных реакций.
     Цепные реакции включают три стадии:
     1) Стадия инициирования – генерация активных частиц из
        стабильных веществ;
     2) Стадия продолжения цепи – реакция с участием активной
        частицы (переносчика цепи) начинает, а реакция, в результате
        которой образуется продукт и та же активная частица,
        завершает цикл реакций продолжения цепи;
     3) Стадия обрыва цепи – гибель переносчиков цепи.
В общем случае энергия активации Е1 > Е2 > Е3.
     Инициирование. Наиболее энергоёмкой стадией цепного
процесса является реакция инициирования. При подводе энергии в той
или иной форме (тепло, излучение, частицы высоких энергий) радикалы
образуются в результате гомолитического разрыва связей:

                              ki  & + R& .
                       R − R ⎯⎯⎯
                               ⎯→ R

Радикалы и атомы образуются при разрыве в молекуле наименее
прочной химической связи. Так, например, при повышении температуры

                                106