Разветвляющиеся цепи и взрывы

Детонационные свойства углеводородов. Как мы увидим дальше (стр. 60), углеводороды входят в состав бензинов, являющихся горючим для двигателей внутреннего сгорания. В последних пары горючего подвергаются максимальному сжатию при воспламенении входящие в его состав углеводороды мгновенно разлагаются со взрывом, образуя продукты полного сгорания ( Oj, пары НаО). Однако этот процесс может сопровождаться так называемой детонацией, т. е. преждевременным взрывом горючего до достижения максимального сжатия. При этом происходит неполное сгорание (с образованием СО, Па и осколков углеводородов), энергия топлива используется не нацело, нарушается ритм работы двигателя. Выяснено, что детонационные свойства углеводородов зависят от их строения чем больше разветвлена цепь углеводорода (т. е. чем больше в его молекуле третичных и четвертичных углеродных атомов), тем меньше он склонен к детонации и тем выше его качество как горючего чем меньше разветвлена цепь, тем склонность к детонации больше. Так, высокими антидетонационными свойствами обладает входящий в состав бензинов углеводород [c.55]

Характер изменения скорости реакции со временем зависит от соотношения количеств исходных веществ. Так, при концентрациях мочевины в кислоте более 4 моль л через некоторый промежуток времени (период индукции) наблюдается резкое (более чем в пять раз) повышение скорости реакции, напоминающее своеобразный взрыв. Затем очень быстро скорость падает до пуля. Это — не тепловой взрыв, поскольку тепловыделение при этом отсутствует, температура смеси в это время даже понижается (на 5—10°). При меньших концентрациях мочевины (5/3 моль л и меньше) после короткого периода индукции скорость реакции снижается согласно уравнению реакции первого порядка. Взрывоподобный ход реакции исчезает при наличии следов воды в смеси. Наиболее воспроизводимые результаты получаются при содержании воды в серной кислоте, близком к содержанию азеотропной смеси (т. кип. 330 °С). Бурное развитие процесса сульфирования мочевины вызывается активными промежуточными продуктами — сульфоновыми кислотами, — которые, накапливаясь в ходе реакции доопределенной концентрации, затем разветвляют цепь. Реакция развивается по схеме первая стадия — возбуждение цепи [c.392]

Иногда одна активная частица в процессе химической реакции образует две или несколько новых активных частиц. В силу этого закончившийся цикл одной. элементарной стадии реакции может дать начало не одному, а двум или более звеньям реакции. Цепь, таким образом, разветвляется, и скорость реакции в этом случае быстро возрастает, зачастую приобретая лавинообразный характер, т. е. характер взрыва. В качестве примера подобной реакции можно рассмотреть реакцию окисления водорода [c.151]

Общий экзотермический характер процесса обусловливает нагревание катализатора и смеси реагирующих веществ. Из-за лавинообразного развития цепей происходит взрыв. Существование свободных радикалов ОН в этом цепном процессе доказал В. Н. Кондратьев спектроскопическим путем. Цепи разветвляются подобным образом и при делении ядер урана-235 под действием нейтронов. [c.48]

Большинство явлений взрыва и горения газовых смесей можно объяснить в рамках разветвленно-цепного механизма. Распространение цепной реакции происходит посредством активных частиц, которые при этом исчезают, генерируя новые активные промежуточные соединения. Если в реакции образуется два или несколько видов активных промежуточных продуктов, то цепь, как принято говорить, разветвляется, а скорость реакции перестает быть постоянной и начинает экспоненциально возрастать, приводя к взрыву или воспламенению газовой смеси, при которых типичное время реакции составляет от 1 до с. [c.557]

Цепная реакция прерывается, если продукты реакции ( переносчики цепи>) вступают в побочные реакции с примесями без продолжения цепи ( обрыв цепи ). В других случаях продукты одной, отдельной реакции могут вызвать не одну последующую реакцию, а больше. В таком случае цепь разветвляется , и реакция приобретает большую скорость (взрыв). Обычно наряду с процессами развития цепа всегда имеют место процессы, приводящие к обрыву цепей, и, в зависимости от того, какое влияние преобладает, химический процесс развивается или затухает. [c.314]

Через некоторое короткое время цепная реакция достигает стационарной скорости, когда в единицу времени столько же образуется цепей, сколько их обрывается. Иногда однако цепи разветвляются. Так, в нашем примере каждый из обоих атомов хлора первой стадии может дать начало своей цепи. При разветвляющих цепях не достигается стационарного состояния, а реакция идет, ускоряясь до взрыва, если в единицу времени число разветвлений больше числа обрывов. [c.478]

Цепные реакции. В цепной реакции молекула активируется, при контакте со стенками сосуда, ферментом, поглощенной радиацией или молекулами растворителя. Эти горячие , или активированные молекулы могут при столкновении активировать другие молекулы, после чего они распадаются. Вновь активированные молекулы могут повторять этот процесс. Эти серии активаций образуют то, что называется цепью, которая может иметь несколько тысяч звеньев, прежде чем она оборвется. Если цепь разветвляется и не тормозится ингибиторами, то наступает взрыв. [c.75]

Цепи могут разветвляться, и неограниченное ускорение приводит к взрыву. [c.76]

Цепи, возникающие в результате реакции, часто разветвляются. При этом образуется все большее количество активных частиц, дающих начало развитию новых цепей. Если разветвление цепей идет быстро, то реакция, в отличие от простой цепной, протекает с самоускорением и оканчивается в короткое время взрывом или вспышкой. Разветвляющийся цепной процесс наблюдается, например, при делении ядер №35 плутония (гл. I). Активными частицами в данном случае являются нейтроны, количество которых в ходе процесса прогрессивно возрастает. В результате этого скорость деления ядер лавинообразно нарастает и, благодаря выделению энергии в концентрированном виде, процесс оканчивается в короткий срок сильным взрывом. [c.133]

Если обрывы преобладают над разветвлениями, то р б и реакция идет стационарно, как и в случае неразветвленных цепей. Если вероятность разветвления б приближается к вероятности обрыва Р, то цепи быстро разветвляются и скорость реакции возрастает. Когда o становится равной р, скорость реакции в соответствии с уравнением (VIII, 206) должна быть бесконечно большой. При этом скорость реакции быстро растет и наблюдается переход от медленной стационарной реакции к самоускоряющемуся процессу, заканчи-ваюш,емуся воспламенением или взрывом. [c.358]

В разветвл. Ц. р. на одну активную частицу, расходующуюся при продолжении цепи, образуются две или более активные частгщы. Одна из иих продолжает первичную цепь, другие начинают новые цепи, образуя разветвления . Нанр., при окислении Нг в р-ции зарождения цепи (Нг -Н Ог = Н -Н НОг) образуется активный атом Н в р-циих продолжения цепи (Н -1- Ог = ОН -Н О О -Н Нг = = ОН + Н ОН -f Нз = НгО + Н) происходит размножение активных атомов, что приводит к зарождению новых цепей. Разветвл. Ц. р. могут происходить в стационарном режиме (скорость разветвления меньше скорости гибели активных частиц) и в нестационарном (гибель происходит медленнее, чем разветвление). В последнем случае скорость Ц. р. стремительно (экспоненциально) возрастает и лимитируется только расходованием исходных в-в. Переход от стационарного к нестационарному режиму происходит скачком прн изменении концентрации одного из исходных в-в. Так, при окислении Нг увеличение концентрации Ог на неск. % приводит к ускорению р-ции в тысячи раз. Такое быстрое ускорение рассматривается как самовоспламенение реакц. смеси, или цепной взрыв. [c.675]

Существует обширный класс медленных разветвл. Ц. р., наз. вырожденно-разветвленными, в к-рых активными частицами, приводяп(Нми к разветвлению, служат ие атомы или своб. радикалы, а промежут. молекулярные продукты. При этом скорость разветвлении обычно настолько мала, что р-ция практически никогда не переходит во взрыв. Активными частицами в Ц. р. могут быть нозбужд. молекулы. Напр., при газофазном фторировании к разветвлению цепей приводят превращения колебательно-возбужд. молекул продуктов р-ции. Такой тип разветвления наз. энергетическим. [c.675]