láncreakció
Láncreakció
Lánc reakció - ez samopodtserzhivayuschayasya kémiai reakció, ahol a kezdetben megjelenő termékeket részt vesz a kialakulását az új termékek. Lánc reakciók általában nagy sebességgel, és gyakran a karakter egy robbanás.
Lánc reakció a három fő lépésből áll: nukleációs (iniciációs), a fejlődő és láncterminációs.
Ábra. 9.13. Az energia profilja a reakció (a reakció koordináta grafikon a függőség potenciális energia), amely érzékeli a minimum, amely megfelel a kialakulását a reakció köztes.
Step megindítását. Ebben a szakaszban, a képződött intermedierekkel (intermedierek). Intermediereket lehetnek atomok, ionok vagy semleges molekulák. Initiation lehet fény, nukleáris sugárzás, hő (termális) energiával, vagy anionok katalizátorok.
Fejlődési szakaszában. Ebben a szakaszban, közbenső termékek reagálnak a kezdeti reaktánsok alkotnak új intermedierek és végtermékek. Fejlődési szakaszában láncreakció ismételjük többször, így a képződését számos végtermékek és intermedierek.
Lépés lánczáró. Ebben a szakaszban, a végső fogyasztása a közbenső termékeket vagy azok megsemmisítését. Következésképpen, a reakció leáll. A lánc reakció leállítható spontán, vagy befolyása alatt speciális anyagok - inhibitorok.
Láncreakció, fontos szerepet játszanak számos területén a kémia, fotokémia különösen égési kémia, a reakciók a maghasadás és magfúzió (lásd. Ch. 1) a szerves kémia (lásd. Ch. 17-20).
Ez a szakasz a kémia és kémiai folyamatok kapcsolódó fényhatások az ügyben. Ennek egyik példája a fotokémiai folyamatok fotoszintézis.
Sok-láncreakciót indított a fény. Kezdeményezése részecske ebben az esetben arra szolgál, mint egy foton, amely az energia (lásd. Sec. 1.2). A klasszikus példa - a reakció között hidrogén és a klór jelenlétében a fény
Ez a reakció, hogy a robbanás. Ez magában foglalja a következő három szakaszban.
Az eljárás megindítása. Ebben a szakaszban van egy törés a kovalens kötés a molekulában a klór, ezáltal két atom, mindegyik egy páratlan elektron:
Az ilyen típusú reakciók a homolízissel vagy hemolitikus osztály (lásd. Sec. 17.3). Ez is egy példa a fotolízis. A „fotolízisével” kifejezés fotokémiai bomlás. A két klóratom előállított közbenső termék (intermedierek). Ezek gyökök. A - jelentése az atom (vagy csoport) tartalmaz, amelynek legalább egy párosítatlan elektront. Meg kell jegyezni, hogy bár a kezdeményezés szakaszában - a leglassabb szakaszban láncreakció, nem határozza meg a sebességet a teljes láncreakció.
Fejlődési szakaszában. Ebben a szakaszban, a klór atomok hidrogénnel molekulákkal reagálnak, hogy készítsen a végtermék - hidrogén-kloridot, és a hidrogén-gyökök. Hidrogén gyökök reagálnak a klór molekulák; kialakulását eredményezi egy új termék, és egy új részét a klór gyökök:
A két reakció, együttesen alkotó fejlődése lépést megismételjük millió alkalommal.
Lépés lánczáró. A láncreakció végül megáll eredményeként
reakciók, mint a
Hogy felszívja a felszabaduló energia e reakciók során lánclezárók, szükséges, hogy részt vegyen azok még egy harmadik szerv. Ez a harmadik szerv általában az érfal, ahol a reakciót.
A kvantumhatásfok
Felszívódás egy foton klórmolekula a fenti láncreakció képződéséhez vezet millió molekula a hidrogén-klorid. Az arány a molekulák száma termék száma kvantumait fény (fotonok), a reakció indítása, úgynevezett kvantumhatásfok. A kvantumhasznosítási fotokémiai reakciók lehet értéke egy és néhány millió. Nagy kvantumhatásfoka jelzi egy láncreakció természetben előforduló.
fotolízis
Tehát a technikát használják, hogy a koncentráció a gyökök nagy ahhoz, hogy észlelni őket. Ábra. 9.14 ábra egy egyszerűsített diagramját a telepítési használt villanófény fotolízis. A reakcióelegyet kitéve
Ábra. 9.14. Fotolízis.
erős vaku fényimpulzu- speciális forrásból. Ez lehetővé teszi a létrehozását energiaforrás fény villog 105 J és időtartama másodperc nagyságrendű vagy kisebb. Modern fotolízis technikával impulzus lézerek a flash időtartama körülbelül egy nanoszekundumos (10-9 s). Folyás során, mint eredményeként az ilyen vaku reakció nyomon követhető felvétel sorozata optikai abszorpciós spektrumok a reakcióelegy. Az első kitörés következik egy sor kitörésének alacsony fogyasztású pulzáló fényforrás. Ezek a permetezésre követik egymást időközönként nagyságrendű milliszekundum vagy mikroszekundum, és lehetővé teszi, hogy rögzítse abszorpciós spektrumát a reakcióelegyet ilyen időközönként.
Reakció oxigénnel, ami a kibocsátás a hő és fény, az úgynevezett égő. Égő jellemzően komplex sorozata gyökös reakciók.
Példaként, égés hidrogén. Bizonyos körülmények között ez a reakció, hogy a robbanás. Ábra. 9,15 mutatja a kísérleti adatokat a reakció sztöchiometrikus keverék a hidrogén és oxigén Pyrex reaktorban. Az árnyékolt része a diagram területnek felel meg a robbanóanyag reakció. A reakciót a hidrogén égési, ez a diagram az alakja egy robbanásveszélyes részén a félsziget. A terület korlátozódik a határokat a robbanás robbanás.
Ábra. 9.15. Feltételek robbanásveszélyes áramlását hidrogén égési reakciók: