О свободных радикалах на поверхности

Механизм такого процесса окисления можно представить схемой, приведенной на рис. 2.11. На стадии I происходит адсорбция молекулы кислорода на активном центре (обозначен звездочкой). Стадия II характеризуется превращением адсорбированной молекулы кислорода в поверхностный ион Ог и одновременным взаимодействием данной ячейки активатора с полярной молекулой углеводорода, дающего слабую водородную связь с поверхностью, в результате чего ослабляется связь водорода с углеводородным радикалом. На стадии III поверхностный ион кислорода соединяется с ядром водорода с разрывом связи Н—К. При этом образуются поверхностный комплекс [5 --ООН] и свободный радикал К, которые на стадии IV в [c.60]

При фотохимическом хлорировании атомы хлора образуются из молекулы хлора, поглотившей квант света с длипой волны около 365 т1л, т. е. с длиной волны, близкой к максимуму поглощения хлора. При термических процессах диссоциация хлора вызывается столкновением молекул с горячей поверхностью. Высказывалось предположение, что хлорирование может протекать в результате образования атомов водорода, но на осповании работы Брауна, Караша и Чао этот механизм почти полностью исключается для хлорирования, протекающего при низких температурах. Эти авторы получили неактивный 1,2-дихлор-2-метилбутан при хлорировании первичного активного хлористого амила. Рацемизацию следовало ожидать в том случае, если бы свободный радикал [c.59]

Можно принять, что молекулы реагента в области, близкой к поверхности катализатора, изменяются, возбуждаются или взаимодействуют с образованием промежуточных соединений. Были предложены различные теории для объяснения каталитической активности. Согласно одной теории, промежуточное вещество рассматривается как ассоциация молекулы реагента с частью поверхности катализатора. Иными словами, молекулы каким-то образом присоединяются к поверхности. По другой теории молекулы попадают в область, примыкающую к поверхности катализатора,и находятся под влиянием поверхностных сил, т. е. молекулы все еще подвижны, но, тем не менее, изменились под воздействием указанных сил. В соответствии с третьей теорией на поверхности катализатора образуется активный комплекс, или свободный радикал. Этот радикал переходит с поверхности в главный газовый поток, возбуждая цепь реакций с исходными молекулами прежде, чем он распадается. В противоположность двум первым теориям, согласно которым реакция протекает вблизи поверхности, по данной теории поверхность катализатора просто является источником или возбудителем свободных радикалов, а реакция происходит в основной массе газа вдали от поверхности. [c.410]

Таким образом, разрыв ковалентной связи для получения двух нейтральных соединений всегда должен дать два радикала, каждый со свободной валентностью и обладающий активностью свободного радикала. Разрыв ионной связи может дать либо два иона с заполненными оболочками, имеющими только электростатический поляризующий момент (MgO = Mg + + О ), либо два иона, один из которых (обычно катион) также имеет электрон с непарным спином и поэтому имеет дополнительные свойства, присущие радикалу (например, NiO = NiO +0 -). Молекулы веществ, образующих твердые поверхности, дегазированные в вакууме, обладают множеством свободных связей, по которым могут идти реакции с молекулами газовой фазы (хемосорбция) с образованием различных поверхностных комплексов- Очевидно, что каталитическое действие твердого вещества зависит от составляющих его лептонов. Раньше исследователи связывали высокую каталитическую активность с переменной валентностью, цветом, магнитными свойствами и т. д. Сравнительно недавно метод электронной проводимости стал доминирующим в определении их свойств. Он лучше отражает электронную структуру оболочек на основе периодической системы, хотя дает лишь общую характеристику, которая не может заменить результатов, получаемых при детальном изучении химии и физики исследуемых твердых тел. [c.20]

Обрыв цепей на стенке происходит в результате двух последовательных процессов — диффузии свободных радикалов к поверхности реакционного сосуда и захвата свободного радикала этой поверхностью. В зависимости от того, какой из этих процессов является лимитирующим, различают диффузионную и кинетическую область протекания реакции обрыва и цепной реакции в целом. [c.292]

Скорость обрыва цепей на стенке, как скорость любой гетерогенной реакции, при прочих равных условиях растет с ростом отношения поверхности реакционного сосуда 5 к его объему V. В кинетической области скорость обрыва пропорциональна отношению 5/У. Кроме того, скорость обрыва зависит от величины е — вероятности захвата свободного радикала стенкой. Эта величина зависит от материала поверхности реакционного сосуда и меняется при изменении материала стенки или при различной ее обработке, например, при промывке сосуда растворами различных солей. Состояние стенки и, следовательно, величина может изменяться также в результате воздействия на нее промежуточных и конечных продуктов химической реакции. Поэтому скорость обрыва цепей в кинетической области может изменяться от опыта к опыту в одном и том же реакционном сосуде. [c.292]

Обрыв цепей на стенках происходит в результате двух последовательно происходящих процессов —диффузии свободных радикалов к поверхности реакционного сосуда и захвата свободного радикала этой поверхностью. В зависимости оттого, какой из процессов является лимитирующим, различают диффузионную и кинетическую область протекания реакции обрыва и цепной реакции в целом. В диффузионной области лимитирующей стадией является диффузия свободных радикалов к стенке сосуда. В кинетической области лимитирующей стадией является взаимодействие свободных радикалов со стенкой. [c.293]

Участие катализаторов в цепных реакциях представляет собой одну из сложнейших форм химического инициирования, которое состоит из двух основных стадий образования свободного радикала (с участием растворимых соединений металлов переменной валентности — при гомогенном катализе или с участием поверхности адсорбента — при гетерогенном катализе) и регенерации катализатора Подробнее см. Афанасьев В. А., Заикин Г. Е. В мире катализа. М.) Наука, 1977, с. 71—80. [c.181]

Обрыв цепи — группа реакций, приводящая к исчезновению активных частиц и способная вызвать прекращение цепного процесса. Обрыв может быть линейным, если скорость его пропорциональна концентрации активных промежуточных частиц в первой степени. К ним относятся взаимодействия активных промежуточных частиц с поверхностью (материалом стенки) сосуда с соединениями металлов разной степени окисления, способными отдать или отобрать один электрон с валентно-насыщенными молекулами (ингибиторами), следствием чего является образование малоактивного свободного радикала. Такой радикал не способен к продолжению цепей и погибает при рекомбинации с каким-либо другим радикалом. Примером обрыва цепей на молекулах ингибитора может служить окисление углеводородов в присутствии дифениламина [c.382]

Активный стирол продолжает затем полимеризоваться на поверхности до тех пор, пока не разрушится свободный радикал [c.966]

Для того чтобы насыщенная молекула образовала химическое соединение с поверхностью, необходимо, чтобы одна из связей в молекуле была бы разорвана и образовавшаяся свободная валентность оказалась бы насыщенной за счет свободной валентности поверхности. Здесь возможны два случая 1) разрыв простой одиночной связи в молекуле, 2) частичный разрыв кратной связи. В первом случае адсорбция насыщенной молекулы приводит к ее диссоциации и образованию двух радикалов валентность одного из них насыщается свободной валентностью поверхности, а валентность другого остается свободной. В результате на поверхности будут существовать радикальная и валентнонасыщенная формы, способные превращаться друг в друга. Во втором случае акт адсорбции не сопровождается диссоциацией молекулы, и па поверхности образуется один радикал со свободной валентностью. [c.51]

Эту теорию в течение многих лет использовали для описания образования частиц в водной эмульсионной полимеризации. В ее простейшей форме предполагается, что каждый возникший свободный радикал образует новую частицу, если только имеется достаточное количество стабилизатора (ПАВ) для насыщения всей поверхности частиц. Как только количество стабилизатора становится меньшим этого уровня, образующиеся радикалы абсорбируются существующими частицами и зародышеобразование прекращается. [c.191]

Слабая форма хемосорбции представляет собой такую ее разновидность, которая осуществляется без участия свободных валентностей поверхности, в то время как прочная хемосорбция означает вовлечение в игру свободной валентности поверхности, которая при этом локализуется и связывается с валентностью адсорбируемой частицы. Мы имеем акцепторную или донорную форму прочной хемосорбции в зависимости от того, какая именно свободная валентность поверхности (положительная или отрицательная) при этом используется. Привлечение свободной валентности поверхности приводит к тому, что валентно-насыщенная частица превращается в радикал, а радикал, наоборот,— в валентнонасыщенное образование, [c.23]

Рис. 3. Два варианта генерации свободного радикала (атома) В при ударе о поверхность молекул АВ

Полученные свободные радикалы могут либо рекомбинироваться, либо образовать соединение типа КОг с присутствующим во время вальцевания кислородом, который является акцептором свободного радикала. Сажа, содержащая на поверхности Вд кольцо сильно реакционноспо- [c.217]

При этом молекула этилена превращается в радикал. Согласно электронной теории, свободная валентность поверхности способна разрывать и такие прочные связи, как, например, связи в этапе. [c.85]

Это уравнение предполагает, что свободный радикал ОН, диффундируя к стенке, может адсорбироваться ею и в конечном счете разрушаться в результате гетерогенной рекомбинации с другим свободным радикалом. Ускорение реакции в присутствии инертного газа, как полагают, связано с уменьшением скорости диффузии ОН к поверхности сосуда. Согласно диффузионной теории [22] предполагается, что способность стенки к обрыву цепи е, т. е. среднее число столкновений активного центра со стенкой до его разрушения значительно больше, чем отношение длины свободного пути к диаметру сосуда скорость реакции (V) в этом случае обратно пропорциональна давлению и квадрату дйаметра сосуда. Принимая скорость реакции (V) равной произведению средней концентрации ОН на коэффициент К , можно выразить зависимость скорости реакции ог давления п диаметра сосуда уравнением [c.243]

Анодный сдвиг потенциала в поверхностном слое металла и пассивность последнего могут быть обусловлены активированной адсорбцией (хемосорбцией) пассивирующих частиц, в первую очередь пассивирующих анионов, в особенности однозарядного атомного иона кислорода 0 (анион радикала ОН, образующегося из НаО или ОН при анодной поляризации). Адсорбция ионов кислорода уменьшает свободную энергикэ поверхностных ионов металла за счет вытеснения эквивалентного количества свободных поверхностных электронов металла, т. е. создает пассива-ционный барьер. Поскольку поверхностный электронный газ вырожден, вытесняются электроны, находящиеся на самых высоких электронных уровнях, и при этом снижается поверхностный уровень Ферми металла. Изменение свободной энергии поверхности при полном ее покрытии адсорбированным монослоем составляет 3,8-10 эрг на один электрон, что соответствует 2,37 эВ, или 54,6 ккал/г-экв. [c.311]

Взаимодействие поверхности углеродных частичек со связующим, по-видимому, усиливается химической прививкой полимеров с повышенной концентрацией свободных радика.пов,, которое может быть проявлено при спекании. Эти известные в производстве композитов методы апретирования поверхности наполнителя до настоящего времени недостаточно реализованы при изготовлении углеграфитовых материалов. [c.156]

Однако металлорганические соединения могут претерпевать и гемолитическое расщепление с образованием свободных радикалов — особенно при повышенных температурах и в присутствии соединений металлов переменной валентности [56]. Гемолитическое расщепление металлорганического соединения, адсорбированного на твердой поверхности, ведет к одновременному образованию свободного радикала, который переходит в раствор, и связанного радикала, соединенного с поверхностью катализатора. Связанные радикалы на поверхности катализатора могут образоваться также вследствие того, что металлы переменной валентности переходят в состояние нечетной валентности, когда в них присутствуют непарные й-электроны. Следовательно, металлы в состоянии нечетной валентности (если они не связаны попарно в кристаллическом состоянии) фактически представляют свободные радикалы, заключенные в структуре твердого катализатора. Непарные металлические ионы нечетной валентности присутствуют, в частности, в дефектных участках кристаллической решетки твердого вещества. Присутствие непарных ( -электронов доказывается полупроводимостью окпснометаллических катализаторов. [c.297]

Координирующий механизм и механизм связанного иона-радикала, на первый взгляд совершенно различные, имеют много общих особенностей. Если исходить из гипотезы связанного радикала и уменьшать участвующую в реакции поверхность, то в предельном случае при трех точках контакта оба механизма окажутся совершенно одинаковыдш. В гипотезе, предполагающей участие радикалов, важное значение приобретает степень ионного характера каждой связи на каждой ступени полимеризации, так как согласно этому механизму реакция протекает с участием связанного, а не свободного радикала. [c.300]

Поверхностная энергия при разрушении полимеров, без учета вторичных превращений свободных радикалов, для предельно ориентированных структур Е приближается к Л/О (где N — число цепей/м , а Q — энергия свободного радикала) и в этом случае мало завлсит от энергии межмолекулярной когезии д. Для сдастем с низким д при соотношении Q q= Q() достигается 80% от теоретического Е при СП=800, а для С /<7=10 — то же при ОП=80. С уменьшением М вклад в общую энергию поверхности разрушения О понижается, а q растет при М 1,6 ЛГ,, вклад Q д. [c.329]

Изложенное приводит к заключению, что более вероятным является предположение о превалирующем инициировании персульфатом и протекании начальной реавдии роста не в мицеллах эмульгатора, а в водной фазе, причем мономерная молекула присоединяется к первичному радикалу, и затем образуется олигомерный свободный радикал [65]1 Такие радикалы дифильны, так как имеют полярную группу. Подобное изменение молекулярной природы радикала (переход от первичного к дифильному, олигомерному) приводит к тому, что он способен адсорбироваться на поверхности раздела вода —частица или внедряться в мицеллу эмульгатора и продолжать рост за счет солюбилизированного мономера. [c.94]

Адсорбированный радикал, находящийся в состоянии слабой гомеополярной связп с поверхностью, сохраняет свою свободную валентность ненасыщенной, а в состоянии прочной гомеополярной связи перестает быть радикалом и насыщает свою свободную валентность свободным электроном решетки. При ионной связи адсорбированного атома А с решеткой адсорбента L адсорбционными центрами служат ионы поверхности кристалла. Ионная связь, так же как и прочная гомеополярная, представляет собой состояние с насыщенной валентностью. Следовательно, свободный радикал в объеме остается радикалом на поверхности только в случае образования слабой гомеополярной связи [153], или, как считает Воеводский [155], гетерогенный радикал типа Н. ..L представляет собой атом И, потерявший 20% своей активности. Вероятно, все эти связи легко переходят друг в друга. [c.51]

Согласно представлениям электронной теории катализа на поверхности катализатора при адсорбции молекул возникают также реакционноснособные радикалы. Адсорбированные радикалы способны мигрировать по поверхности, встречаться друг с другом и вступать в соединения, образуя насыщенную молекулу, которая затем десорбируется в объем. Одна молекула может диссоциировать на поверхности катализатора, но возможны случаи, когда вторая молекула, участница реакции, диссоциирует не на свободной валентности поверхности, а на свободной валентности уже образовавшегося из первой молекулы радикала. Выше указывалось на способность поверхности катализатора генерировать свободные радикалы, десорбирующиеся в объем и ведущие там реакцию (гетерогенно-гомо-генный механизм). Такие эстафетные цепи [198] не характерны для ряда окислительных гетерогенных процессов, протекающих при сравнительно низкой температуре. Прн окислении углеводородов под влиянием кислорода на поверхности катализатора происходит деструкция эта реакция цепная. [c.92]

В этом случае расстояние меяеду двумя свободными валентностями поверхности должно соответствовать расстоянию между двумя атомами углерода в молекуле ироинлена. Вероятность такой адсорбции пропилена на поверхности полупроводников значительно меньше, чем для случаев адсорбции па одном центре. Если молекула пропилена все же адсорбируется на двух центрах, то образуется не радикал, а нереакционноспособное соединение, не имеющее свободной валентности. В дальнейшем этот случай адсорбции мы не будем принимать во внимание. [c.97]

По теории гомогенного окисления углеводородов перекисные радикалы являются основными активными формами, ведущими процесс. Вероятно, и при гетерогенном окислении образуются промежуточные соединения такого типа. Следует также учесть возможность изомеризации этих радикалов, когда свободная валентность атакует связь внутри радикала и происходит миграция атома. Закрепление радикала решеткой твердого тела не должно препятствовать реакции изомеризации. Имеется возможность закрепления свободной валентности радикала на свободной валентности поверхности, но эта реакция приводит к потере реакционной способности радикала. Если же существует адсорбционное равновесие таких перекисных радикалов, то всегда имеется вероятность одновременного образования и гибели форм со свободно валентностью, а продолжительность жизни их иа поверхности определит скорость процесса их дальнейшего превращепня. [c.98]

Сравнение предполагаемых схем гетерогенного и гомогенного окисления проиаиа показывает, что в обоих случаях радикалами, ведущими реакцию, являются и нормальные и изопропильные радикалы. При взаимодействии этих радикалов с адсорбированным кислородом образуются перекисный ион-радикал НО2 и новый углеводородный радикал типа СдН , который прп взаимодействии с кислородом газовой фазы или адсорбированным кислородом превращается в альдегид или в кислоту. Расиад перекисных радикалов приводит к образованию конечных продуктов реакции СО, СО2 и НдО. В гомогенном окислении перекисные пропильные радикалы, ведущие процесс, при взаимодействии с углеводородом, вновь возрождают пропильные радикалы, которые обеспечивают течение цепного процесса. В случае же гетерогенного окисления такого рода процесс сводится к возрождению свободной валентности поверхности вследствие десорбции иронильных перекисных радикалов. Цепным процессом является также реакция глубокого окисления, при которо1"1 вследствие отрыва перекисного радикала с меньшим числом атомов углерода, чем в исходном радикале, непрерывно рождаются углеводородные радикалы, которые также вступают в реакцию с кислородом, вновь отщепляют перекисный радикал, иока эта последовательная деструкция пе прпводпт к полному окислению, и тогда на свободной валентности поверхности вновь начинается такой же процесс. [c.107]

Указанные условия делают активную частицу 5 похожей на свободный радикал. Действительно, свободный радикал может возникать при обратимом взаимодействин с какой-то другой частицей В, например с элементом поверхности (Христиансен, Семенов [2]) он будет легче соединяться своей. свободной связью с частицей специфического катализатора, чем дезактивироваться частицей В г2< Гз), причем подобное соединение может легко иметь практически необратимый характер (/ 4->0, /Сл оо). [c.99]

Дегидрогенизацию изопропилового спирта на окиси цинка, по Ф. Ф. Воль-кенштейну, моисно представить как проходящую через следующие стадии (рис. 169). Взаимодействие молекулы спирта со свободной валентностью поверхности приводит к хемосорбции радикала (СНз)гСНО и атома. водорода, который связывается с атомом водорода, находившимся при вторичном атоме углерода. Образовавшийся радикал СН3СОСН3 десорбируется, образуя молекулу ацетона. Легко видеть, что изменение температуры, введение кислорода или [c.492]

При низких давлениях длина цепей сильно зависит от диффузии радикалов к стенке сосуда, так как при встрече со стенкой радикал мож ет исчезнуть в результате адсорбции. Бели вероятность захвата свободного радикала стеикой равна е, а от-нощение объема к поверхности сосуда равно d, то величина e/d будет определять скорость обрыва депей и критическое условие равенства скоростей разветвления и обрыва выразится так [c.311]

В настоящее время на основании обширных экспериментальных доказательств считают, что механизм обессеривания на никеле Ренея связан с образованием свободных радикалов. Первой стадией его является хемосорбция сернистого соединения на поверхности катализатора, обусловленная присутствием неподеленпого электрона серы. Это ослабляет связь углерод — сера и приводит к десорбции свободного радикала. Водород, присутствующий на поверхности каталпзатора, восстанавливает далее этот радикал в соответствующий углеводород. В весьма упрощенном виде этот механизм может быть представлен следующей схемой [c.367]

Основываясь на данных по составу продуктов и относительным скоростям крекинга других углеводородов, содержащих различное число первичных, вторичных и третичных водородных атомов, Гринсфельдер, Водж и Гуд [37] предложили теорию, объясняющую действие катализатора. Авторы считают, что углерод реагирует с углеводородом с удалением из последнего водородного атома и что скорости отщепления первичных, вторичных и третичных водородных атомов подчиняются тем же правилам, какие были предложены Косяковым и Райсом [62] для скоростей образования соответствующих радикалов при термическом крекинге. Было высказано предположение, что при крекинге над активированным углем образовавшийся радикал связывается с поверхностью катализатора (углерода) и таким образом исключается возможность протекания цепных реакций в паровой фазе, сопровождающихся образованием обычных продуктов термического крекинга. При расщеплении радикала по р-связи образуются а-олефиновый углеводород нормального строения и первичный свободный радикал. Предполагается, что последний, получая водород с поверхности катализатора, быстро превращается в насыщенный углеводород. На основе этих простых наблюдений были объяснены скорости и продукты крекинга пяти изомерных гекса- [c.456]

Аналогичным образом было изучено адсорбционное состояние ванадат-ионо-в. Анион рассматривался в свободном состоянии и при взаимодействии с фрагментами поверхности железа а) со стороны связей 1,74 А, 1,74 А и 1,74 А б) со стороны связей 1,74 А, 1,74 А и 1,68 А (рис. 2,25). Анализ результатов табл. 2,5 показал, что возмущение любого из рассматриваемых фрагментов не кз .1еняет знаки зарядов на атомах Уи ". Это означает, что в адсорбированном состоянии заряд на центральном ионе металла остается положительным, а отрицательный заряд оттянут к атомам кислорода на периферию аниона. Сумма зарядов на атомах кислорода в адсорбированном состоянии возрастает по сравнению с зарядом свободного радикала. Это свидетельствует о том, что взаимодействие анионов подобного типа с металлом происходит посредством кислородных атомов. [c.74]