Цепные реакции
Цепные реакции.
- это реакции, в которых каждый элементарный акт генерирует один или несколько других элементарных актов. Как правило, цепные реакции характерны для процессов с участием высокоактивных промежуточных частиц – радикалов, массивных элементарных частиц (протоны, нейтроны).
Для всех цепных реакций характерно наличие трех стадий: 1 – зарождение цепи, 2 – развитие (рост) цепи, 3 – обрыв цепи.
Зарождение цепи обычно происходит в результате какого-либо внешнего воздействия, например облучения УФ-лучами, нагревания или введения активных веществ – третбутилпероксид, дитретбутилпероксид. Например, смесь водорода и кислорода самопроизвольно реагирует при температурах около 700оС.
Развитие цепи часто является самоподдерживающимся процессом, т.е. в ходе роста цепи генерируются все новые частицы. Чило молекул продукта реакции, приходящееся на одну активную частицу, называют длиной цепи.
Обрыв цепи может происходить в результате взаимодействия двух активных частиц, взаимодействия активной частицы с твердой поверхностью или в результате рекомбинации радикала. Последний механизм характерен для процессов пиролиза углеводородного сырья в печах крекинга, где образующиеся радикальные частицы разлагаются с выделением элементарных водорода и/или углерода и алкена. Процессы рекомбинации радиклов обуслалвивают специфику термического разложения полиэтилена и др. термопластов.
24 Диагностические манипуляции под контролем ультразвука - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.
Если в каждом элементарном акте на одну исчезнувшую частицу приходится одна вновь возникшая, то это простая цепная реакция.
Если на кждую исчезнувшую частицу приходится две и более частиц – это разветвленные цепные реакции. К последним реакциям относят реакцию кислорода и водорода, ядерные реакции деления урана. Разветвленные реакции представляют опасность, т.к. способны самоускоряться – автокаталитические реакции. При этом скорость реакции изменяется не по линейному закону, а по экспоненциальному, что в условиях отсутствия контроля концентрации активных частиц может привести к тепловому взрыву.
H2+O2 = H2O + O* - стадия зарождения цепи.
О* + Н2 = ОН*+О*
Н* + О2 = ОН* + О*
ОН*+ Н2 = Н2О+ Н* - рост цепи.
