les13 (1154135), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Притройном столкновении избыточная энергия передается или стенке, или третьейчастице, и молекула не распадается. Этим объясняется влияние объема иприроды сосуда, инертных примесей и других факторов, влияющих на скоростьцепных реакций, особенно с длинными цепями.Разветвление цепных реакций.Известны две разновидности цепных реакций: с неразветвленными и сразветвленными цепями.Реакции с неразветвленными цепями возникают в случае, если однаактивная частица при своем взаимодействии вызывает образование толькоодной новой активной частицы. Таким образом, в процессе развития цепи числоактивных частиц остается неизменным.Пример:реакция взаимодействия хлора и водорода, приведенная выше;реакция термического разложения этана, которую считают реакцией1-го порядка:k1С2Н6 2СН3k2СН3 + С2Н6 СН4 + С2Н5k3С2Н5 С2Н4 + Нk4Н + С2Н6 Н2 + С2Н5k52С2Н5 С4Н10(1)(2)(3)(4)(5)Реакция (1) - инициирующая стадия, реакции (2) – (4) – развитие илипродолжение цепи, реакция (5) – обрыв цепи.Разветвленные цепные реакции характеризуются разветвлением цепи,т.е.
в ходе реакции расход одной активной частицы приводит к образованиюбольшего числа таких частиц.Ниже приведена схема разветвленной реакции для случая образованиядвух активных частиц из одной.Вследствие резкого увеличения числа радикалов скорость реакции возрастаетлавинообразно и может завершиться взрывом.Например, взрыв гремучего газа протекает по схеме:Н2 + О2 2НОНО + Н2 Н + Н2ОН + О2 НО + ОО + Н2 Н + НОН + НО + М Н2ОН + Н + М Н2зарождение цепирост цепиразветвление цепиобрыв цепиВ двигателях внутреннего сгорания цепной характер реакции может вызыватьмикровзрывы (детонацию), для их предупреждения в топливо вводятантидетонаторы, на которых происходит обрыв цепей.При определенных условиях горение водорода и других видов топлива такжеможет привести к взрыву.ВЫВОДЫТаким образом, цепные реакции идут через стадии: зарождение(инициирование), рост и обрыв цепи.
Вследствие образования активныхчастиц – свободных радикалов, цепные реакции протекают быстрее реакций,идущих по обычному механизму.Разветвленные химические реакции могут протекать по сложномукинетическому закону и не иметь определенного порядка. Радикал в такихреакциях может участвовать в трех процессах: продолжении, обрыве иразветвлении цепи.Впервые идею о возможности цепного механизма реакций высказал русскийученый Н. А.
Шилов в 1905 г. Большой вклад в разработку теории цепныхреакций внесли русские ученые и в первую очередь академик Н. Н. Семенов..