Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Цепные реакции






     

    В природе существует многочисленные реакции, которые не подчиняются уравнению Аррениуса, закону действующих масс. Скорости протекания таких реакций нельзя объяснить ни одной теорией кинетики, уравнениями формальной кинетики. Это и есть цепные реакции.

    Цепными реакциями называется реакции, протекающие с участием химически активных частиц (свободные атомы и радикалы) и состоящие из большого количества повторяющихся стадий. К цепным реакциям относятся реакции горения, медленного окисления, радиоактивного распада, передачи нервного импульса, ядерные реакции и т.д.

    К характерным особенностям цепных реакций относятся:

    1) скорость реакции не совпадает со скоростью, вычисленной по теории активных соударений, т.е. Wнаблюдаемая > > Wрасчета;

    2) исключительная чувствительность к примесям положительных и отрицательных катализаторов, которые ускоряют или замедляют реакцию;

    3) зависимость скорости реакции от размеров, формы, материалов сосуда. В сосуде большего объема скорость реакции больше. Скорость реакции замедляется, если в свободное пространство поместить осколки кварца, стекла, фарфора и т.п.

    4) Наличие нижнего и верхнего пределов воспламенения или взрыва для реакций окисления газов, ниже и выше которых реакции идут медленно или вообще не идут.

    Особенности протекания этих реакций объясняется цепным механизмом реакции, в разработку которого существенный вклад был внесен академиком Н.Н. Семеновым (рис. 5.6). Активная частица “А”, образовавшаяся путем столкновения или любым другим путем, может дезактивироваться, но может дать промежуточное вещество “Z”, которое в свою очередь может разложиться без образования продуктов или дать продукты реакции и новую активную частицу. При этом, активация одной молекулы исходных веществ приводит к образованию большого количества молекул продуктов реакции.

    Рис. 5.6. Схема цепной реакции

     

    Основные положения теории цепных реакций:

    1) в реакции участвуют атомы или свободные радикалы (частицы, имеющие не спаренный электрон). Атом или свободный радикал обладают исключительной активностью по отношению к валентно-насыщенной молекуле;

    2) при взаимодействии валентно-насыщенной молекулы с атомом или свободным радикалом “свободная валентность” не исчезает, а дает начало новой активной частице (принцип неучтожимости свободной валентности).

    Под “свободной валентностью” надо понимать частицы, имеющие неспаренный электрон (атом или свободный радикал).

    Основные стадии цепной реакции:

    1) зарождение цепи - элементарная стадия цепной реакции, приводящая к образованию свободной валентности из валентно-насыщенной молекулы;

    2) продолжение или развитие цепи - элементарная стадия, идущая с сохранением свободной валентности и приводящая к расходованию исходных веществ и образованию продуктов реакции;

    3) обрыв цепи - элементарная стадия, приводящая к исчезновению свободной валентности.

    Пример цепной реакции - синтез HCl.

    H2 + Cl2 = 2HCl

    1. Зарождение цепи (возбуждение, инициирование):

    Cl2 + hν = 2Cl ˙ (Eдиссоц Cl2 = 57 кал/моль),

    H2 + hν = 2H ˙диссоц H2 = 103, 3 кал/моль).

    Так как энергия связи молекулы хлора ниже, то зарождение цепи идет за счет диссоциации молекул Cl2.

    2. Продолжение или развитие цепи:

    Cl ˙ + H2 = HCl + H ˙,

    H ˙ +Cl2 = HCl + Cl ˙, т.е. свободная валентность не исчезает.

    3. Обрыв цепи:

    H ˙ + H ˙ + стенки = H2

    Сl ˙ +Cl ˙ + стенки = Cl2

    H ˙ +Cl ˙ + стенки = HCl

    Возможен обрыв цепи за счет рекомбинации свободных радикалов (гомогенный процесс) и гетерогенный процесс - обрыв цепи за счет стенок сосуда. В рассмотренном примере цепной реакции каждая активная частица дает начало одной цепи - это стационарная неразветвленная цепная реакция.

    Разветвленные цепные реакции – это реакции, в которых стадия развития цепи протекает с увеличением числа “свободных валентностей”. Схема ее выглядит следующим образом:

    Рис. 7. Схема разветвленной реакции.

    Пример разветвленной реакции - синтез воды при высокой температуре.

    2H2 + O2 = 2H2O

    1. Зарождение цепи: H2 + O2 = 2OH ˙,

    OH ˙ + H2 = H2O + H ˙

    2. Развитие цепи: H ˙ + O2 = OH ˙ + Ö (бирадикал)

    Ö + H2 = OH ˙ + H ˙,

    H ˙ + O2 + Н2 = 2OH ˙ + H ˙ - стадия развития цепи.

    Из одной активной частицы получается несколько, каждая из которых дает начало своей цепи.

    3. Обрыв цепи: 2H ˙ = H2

    H = H2O2

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.