Разветвленные цепные реакции

В ряде реакций на стадии развития цепи в результате одного элементарного акта может возникать не одна, а две или больше химически активных частиц, т.е. происходит разветвление цепи. Такие реакции получили название разветвленных цепных реакций. Примером таких процессов может служить реакция окисления водорода, механизм которой можно представить совокупностью последовательно протекающих элементарных химических актов:

Зарождение цепи

(4) + Н₂ ® Н₂О + Н Продолжение цепи

Разветвление цепи

Обрыв цепи на стенке

(9) Н + О₂ + М ® + М Обрыв цепи в объеме

Образующиеся малоактивные радикалы могут распадаться на стенке:

2 + S ® Н₂О₂ + О₂ + S

При больших давлениях возможны реакции в объеме:

(10) + Н₂ ® Н₂О₂ + Н Продолжение цепи через

(11) + Н₂О ® Н₂О₂ + малоактивний радикал

Существует два варианта теории цепных реакций– более строгий, основанный на решении системы дифференциальных уравнений, и менее строгий, вероятностный вариант. Согласно вероятностному подходу скорость реакции можно определить по уравнению:

где n _o – число независимо возникающих частиц в единицу времени в единице объема - скорость зарождения цепей; b - вероятность обрыва цепи; d - вероятностью разветвления цепи.