Роль свободных радикалов в химических реакциях. Цепные реакции

Ввиду сказанного ранее о селективности передачи различных форм молекулярной энергии в газовой фазе, уравнения (2) и (3) указывают на целесообразность исследования цепных реакций методом последовательных добавок молекул соответствующих разбавителей. В прошлом инертные разбавители добавляли главным образом нри очень низких давлениях, для того чтобы уменьшить диффузию и затруднить миграцию свободно-радикальных носителей цепи к стенкам реакционного сосуда, где, как предполагалось, они захватываются. Конечно, это очень важный эффект. Но, вообще говоря, даже нри высоких давлениях разбавители в газовой фазе могут сильно повлиять на относительную роль различных форм, в которых проявляется энергия химической реакции непосредственно после химического превращения. Это происходит потому, что разбавители по-разному ускоряют достижение максвелл-больцмановского распределения молекул, обладающих избытком энергии той или иной формы. Если избыток представляет собой химическую потенциальную энергию свободных радикалов, то даже высокие давления разбавителя лишь слабо влияют на протекание ценной реакции. При увеличении полного давления размер реакционной ячейки , в которую заключен возникший свободный радикал, уменьшается в соответствии с хорошо известными газокинетическими закономерностями [14]. Это может способствовать [c.122]

Большую роль в цепных химических реакциях играют свободные атомы и радикалы. Благодаря наличию свободных валентностей эти активные центры реакции легко вступают в реакции с насыщенными молекулами, причем в результате этого взаимодействия всегда возникают новые радикалы. Периодическая регенерация свободных радикалов или атомов в ходе реакции и приводит к цепному механизму процесса. Несмотря на то что процесс образования свободного атома или радикала требует большой затраты [c.210]

В основе ценной теории лежит утверждение о том, что в механизме цепных реакций ведущую роль пграют активные центры — свободные радикалы и атомы. Свободная валентность таких активных центров обусловливает их первое важное для протекания цепной реакции свойство, а именно, высокую химическую активность и возмоншость их взаимодействия с валентно-насыщенными молекулами с малой энергией активации. По современным представлениям это происходит потому, что свободный электрон радикала или атома воздействует на электроны, образующие связи в молекуле, с которой этот радикал или атом встречается. В этом случае, в противоположность взаимодействию двух молекул, имеется прямое воздействие, которое и является причиной, выводящей систему из относительно устойчивого состояния [21. В результате химическая реакция между свободным радикалом и молекулой протекает с незначительной энергией активации. [c.45]

В приведенном выше написании реакций (1) и (2) подразумевается, что обратная реакция является цепной реакцией. Действительно, она во всех отношениях аналогична хорошо известной цепной реакции между водородом и хлором в газовой фазе, приводящей к образованию хлористого водорода. Вместо атома С1 мы имеем здесь радикал ОН, от которого можно ожидать очень схожего химического поведения, а Н2О2 играет роль Невоспроизводимость данных по разложению воды и чувствительность к следам некоторого вида примесей характерна для цепных реакций, развивающихся через посредство свободных радикалов и атомов. Роль загрязнений заключается во взаимодействии с радикалами, обусловливающими развитие цепи при этом образуются соединения, неспособные продолжать цепь. Так, например, растворенное стекло, вероятно, реагирует с радикалами ОН, образуя какой-нибудь радикал надкре-мнекислоты, неспособный реагировать с водородными л о-лекулами, обратная реакция прерывается при этом растворенным стеклом в очень малых концентрациях, и стационарный уровень концентрации продуктов распада воды повышается. [c.85]

Свободные атомы и радикалы играют большую роль во многих химических процессах. В целом ряде случаев они являются теми активными центрами, которые ведут химический процесс. Это особенно относится к цепным реакциям. Свободные атомы (кроме инертных газов), как и радикалы, отличаются от молекул наличием свободных (одной или нескольких) валентностей. Этим часто и объясняется их высокая реакционная способность. Первый свободный радикал был открыт в 1900 г. Гомбергом, нашедшим, что гексафенилэтан (СбН5)зС—С(СвН5)з диссоциирует на два свободных радикала трифенилметила (СбН5)зС. Возможность возникновения свободных атомов в результате термической диссоциации предполагалась давно, но только в 1922 г. Вуд, откачивая водород из -разрядной трубки, установил, что в откачиваемом газе содержится атомный водород. В 1929 г. Пан-нет и Гофедиц открыли свободный нейтральный радикал метил [c.116]

Очевидно, что элементарная реакция ингибирования в принципе не отличается от других экзотермических реакций образования радикалов. Но если в этой элементарной реакции освобождающаяся теплота реакции играет такую решающую роль, то трудно было бы представить, что в аналогичных элементарных реакциях не нужно считаться с подобными же следствиями. Именно поэтому представляется общим правилом, что всякая экзотермическая реакция, в которой образуется активный центр, приводит к образованию горячих частиц. Легко заметить, что с этой точки зрения химическая природа активного центра (свободный радикал, карбонпевый ион и карбанион) безразлична. Весьма вероятно, что этот эффект может играть особенно важную роль именно в тех процессах, в механизме которых эти реакционные ступени постоянно повторяются, т. е. в цепных реакциях радикального или ионного характера. Для проявления эффекта горячих радикалов требуются также и другие условия. Последние частично изложены уже раньше. [c.91]

Окисление метана является одним из классических объектов исследования в химической кинетике газофазных реакций на потяжении нескольких десятилетий [1-3]. За этот период было предложено несколько теорий, объясняющих наблюдаемые экспериментальные закономерности [1], однако в настоящее время радикально-цепной механизм реакций газофазного окисления алканов не вызывает сомнений. В основе цепной теории лежит утверждение о том, что в механизме цепных реакций ведущую роль играют активные центры - свободные радикалы и атомы. Свободная валентность активных центров обусловливает их высокую химическую активность и возможность взаимодействия с валентно-насыщенными молекулами с малой энергией активации. В результате такого взаимодействия взамен прореагировавшего свободного радикала возникает новый свободный радикал, обеспечивая протекание цепи последовательных превращений молекул реагентов, в которой со значительной затратой энергии связана только генерация первичного радикала, представляющая собой акт зарождения цепи. Каждое следующее звено, являющееся актом продолжения цепи, осуществляется уже с небольшой затратой энергии. Таким образом, несмотря на большую эндотермичность акта зарождения цепи, относительная легкость протекания промежуточных звеньев делает во многих случаях цепной процесс в целом значительно более легко осуществимым, чем молекулярный. Поэтому большинство реальных сложных гомогенных реакций являются цепными. [c.163]