Диспропорционирование радикалов

Элементарная реакция, при которой радикалы образуются из молекулы (при мономолекулярном распаде) или молекул (при бимолекулярном диспропорционировании молекул на радикалы), называется реакцией инициирования цепи. Реакции превращения одних радикалов в другие, при которых расходуется исходное вещество, называются реакциями продолжения цепи. Реакции, при которых радикалы гибнут, превращаясь в стабильные молекулы в результате рекомбинации или диспропорционирования, называются реакциями обрыва цепи. Если реакция радикала с молекулой приводит к образованию малоактивного радикала, который практически вступает только в реакции диспропорционирования и рекомбинации, то реакцией обрыва цепи является реакция образования этого радикала. При рекомбинации и диспропорционировании радикалов скорость реакции обрыва цепи пропорциональна квадрату концентрации радикалов, и такой обрыв цепей называется квадратичным. При обрыве цепей в результате образования малоактивных радикалов, не способных к реакциям продолжения цепи, скорость пропорциональна концентрации радикалов в первой степени, и такой обрыв называется линейным. [c.50]

Реакция диспропорционирования радикалов является обратной (обратимой) по отношению к реакции бимолекулярного их образования [c.25]

Цепная реакция прекращается в результате рекомбинации или диспропорционирования радикалов. Эти предположения вместе с соответствующими термодинамическими данными используются при установлении и объяснении весьма сложного распределения продуктов в случае многих реакций пиролиза . [c.303]

Этого следует ожидать, если имеет высокий стерический фактор (0,1) и пулевую энергию активации, что можно предположить для реакций диспропорционирования радикалов, поскольку эти реакции сильно экзотермичны. Предполагают, что з > И ккал. [c.363]

В1 связи с особой ролью реакций олефинов с радикалами в процессе глубокого крекинга в монографии рассмотрен вопрос о вычислении стерических факторов реакций присоединения и замещения радикалов с олефинами, алканами и другими молекулами, а также реакций рекомбинации и диспропорционирования радикалов. [c.8]

В монографии рассмотрены применения третьего закона термодинамики и приближенных следствий из него к расчету констант равновесия радикальных реакций присоединения и замещения, рекомбинации и диспропорционирования радикалов, реакций молекулярного диспропорционирования алканов и алкенов и реакций изомеризации радикалов, наряду с параллельным расчетом равновесий этих реакций по кинетическому методу. [c.8]

Появление небольших количеств одиночных (непарных) продуктов, подобных метану, в разложении этана или этану и пропану в крекинге пропана или бутанов, является органическим следствием сложного радикально-цепного механизма, в частности результатом реакций обрыва цепей путем рекомбинации радикалов в объеме или на стенках, тогда как с точки зрения молекулярного механизма появление их рассматривают как результат наложения побочных реакций. Возникают также продукты диспропорционирования радикалов. [c.15]

С повышением температуры увеличивается доля процессов непосредственной молекулярной деструкции в крекинге и уменьщается эффект самоторможения и торможения. Это находится в согласии с предсказанием цепной теории, требующей уменьшения роли цепных реакций с повышением температуры (длина цепи сильно уменьшается с увеличением температуры), и экспериментальными данными о влиянии температуры на действие ингибиторов [68]. Уменьшение эффектов торможения и самоторможения с увеличением температуры сопряжено не с тем, что резко уменьшается адсорбция ингибиторов на стенках [121], но в первую очередь с тем, что сильно замедляются реакции развития цепей, а также реакция обрыва цепей на ингибиторах вследствие уменьшения стерических факторов этих реакций с повышением температуры (см. главу IV). Вторичные реакции, с которыми связано образование конденсированных продуктов и кокса, протекают и при высоких температурах (900—1000°) с участием радикалов. Однако при еще более высокой температуре идут уже реакции распада с образованием водорода, сажи и ацетилена, ускоряемые кристаллическими зародышами углерода [121]. Хотя высокие температуры сильно способствуют диссоциации на радикалы, при высоких концентрациях радикалов резко усиливаются реакции рекомбинации и диспропорционирования радикалов, в результате чего снижается цепной эффект. [c.59]

Бимолекулярная рекомбинация радикалов ведет не только к соединению радикалов, но часто протекает как реакция диспропорционирования, при которой происходит перераспределение водорода о образованием молекул алкана и алкена. С реакциями диспропорционирования радикалов, при которых обычно выделяется теплота, термодинамически сопряжены (в силу обратимости) реакции зарождения радикалов путем химического взаимодействия между предельной и непредельной молекулами алкана и алкена. Эта реакция, обратная процессу диспропорционирования радикалов, хотя и эндотермическая, может происходить легче, чем первичная диссоциации алкана на радикалы [65]. [c.132]

Для скорости исчезновения алкана по реакциям О и 1, пренебрегая обратимостью реакций, а также одной из реакций диспропорционирования радикалов / з (4 с), приводящей к регенерации исходных молекул алкана, можно записать уравнение [c.133]

Реакции рекомбинации или соединения одинаковых нли различных радикалов, а также реакции диспропорционирования радикалов в объеме (или на стенках) являются реакциями, лимитирующими развитие реакционных цепей, т. е. основными процессами обрыва цепей, определяющими конечную среднюю длину цепей. Эти реакции, как правило, характеризуются малыми величинами энергий активации, частО близкими к нулю. И именно при этих реакциях особенно-большое значение приобретают стерические факторы, которые практически одни будут лимитировать реакционную способность в этих процессах. [c.210]

В радикальных (не цепных) реакциях скорости реакций рекомбинации и диспропорционирования радикалов в дан ных условиях будут определять положение равновесий диссоциации молекул на радикалы и степень разложения исходных молекул алканов на молекулы более простых алкана п алкена. В самом общем случае можно представить, что распад достаточно сложной молекулы алкана на две молекулы алкана и алкена происходит по радикальному механизму в две стадии в первой стадии возникают радикалы, которые путем диспропорционирования дают конечные продукты. [c.210]

Далее, вопрос о стерических факторах реакций рекомбинации и диспропорционирования приобретает, как мы видели, принципиальное значение в связи с тем, что определенные по методу конкурирующих реакций величины стерических факторов являются относительными, выраженными через стерические факторы реакций рекомбинации (или диспропорционирования) радикалов. Почти до самого последнего времени стерический фактор реакции рекомбинации радикалов (СНз и др.) принимался равным единице, и на эгом основании оценивались абсолютные значения стерических факторов реакций радикалов с молекулами [130, 131]. Ввиду важности этого вопроса рассмотрим его подробнее. [c.210]

Из простых термодинамических соображений можно показать, что повышение температуры способствует увеличению стабильности продуктов диспропорционирования, н наоборот. Для этого надо только вычислить разность свободных энергий продуктов, определяющую термодинамическую стабильность последних. Существует критическая температура, при которой продукты, образующиеся в результате диспропорционирования и рекомбинации, имеют одинаковую стабильность. При температурах выше критической увеличивается стабильность продуктов диспропорционирования. Значения разностей энтальпий, энтропий и свободных энергий, вычисленные при 25°С и давлении радикалов 10 - агл , позволяют предсказать изменения отношения процессов диспропорционирования и рекомбинации в соответствии с опытом. При расчетах предполагалось, что обе реакции диспропорционирования этильных и пропильных радикалов эквивалентны. Согласие расчетов и экспериментов показывает, что при реакциях рекомбинации и диспропорционирования радикалов успевают установиться равновесные соотношения между исходными радикалами и продуктами. [c.232]

Процесс диспропорционирования радикалов протекает [c.257]

Здесь и гЮд— скорости реакций развития цепи и суммарные скорости рекомбинации и диспропорционирования радикалов, которые могут быть измерены на опыте. Правая часть, соотношения (159) характеризует относительное значение константы скорости реакции развития цепи. [c.258]

Кроме того, реакции диспропорционирования радикалов гораздо экзотермичнее реакций обмена (50—60 ккал вместо 25 ккал). В силу высокой экзотермичности реакции диспропорционирования должны обладать низкой энергией активации и протекать сравнительно легко. Экспериментальное изучение этих реакций сопряжено с одновременным исследованием реакций рекомбинации радикалов, на фоне которых они протекают. Как уже указывалось, опыт доставляет нам отнощение констант скорости реакций диспропорционирования и рекомбинации радикалов — или Л. Действитель- [c.274]

Аналогичные представления о механизме диспропорционирования радикалов развиваются и в других работах [308], в которых предполагается свободное вращение радикалов в активированном комплексе реакций диспропорционирования и которого не может обеспечить конфигурация голова к хвосту . Вначале образуется димер, после чего он распадется путем четырехцентровой реакции. Экзотермич-ность димеризации обеспечивает необходимую энергию активации распада. [c.277]

Стерические факторы реакций диспропорционирования вычислены по формуле (120). Результаты вычислений даны и табл. 50 [342, 343]. Как видим, реакции диспропорционирования радикалов характеризуются низкими значениями стерических факторов, как и реакции рекомбинации их. Даже простейшая из реакций диспропорционирования между атомом Н и этил-радикалом при комнатной температуре имеет стерический фактор порядка 2 10" , а реакции диспропорционирования с участием Н и более сложных радикалов имеют стерические факторы еще меньшие. С увеличением температуры стерические факторы уменьшаются согласно формулам (128) и (135). [c.278]

Значение стерических факторов реакций диспропорционирования изомерных радикалов ниже, чем в аналогичных реакциях диспропорционирования радикалов нормального [c.279]

На основании рассчитанных значений стерических факторов, чисел двойных столкновений и вышеупомянутых допущений о величинах энергий активации реакций диспропорционирования радикалов были вычислены константы скоростей к а (см. табл. 50). Так как для всех этих реакций величины Е я г одного порядка, как и в случае реакций рекомбинации, то реакционная способность радикалов в реакциях диспропорционирования определяется предэкспоненциальны-ми факторами и прежде всего значениями стерических факторов. [c.280]

Расчет стерических факторов реакций молекулярного диспропорционирования был выполнен на основе выше изложенных предположений. Структурные и механические свойства активированного состояния принимались такими же, как и в обратных реакциях диспропорционирования радикалов, в силу принципа микроскопической обратимости. Для реагирующих молекул они хорошо известны [355—360]. [c.283]

Сравнение значений констант скорости реакций молекулярного диспропорционирования кш, полученных кинетическим методом, а также вычисленных по значениям констант равновесия этих реакций и константам скорости обратных реакций диспропорционирования соответствующих радикалов, показывает удовлетворительное согласие между ними (300° К). Такое совпадение оправдывает предположения, положенные в основу расчета констант скоростей реакций диспропорционирования радикалов. [c.284]

В крекинг-процессе, как и во многих других радикально-цепных превращениях, реакции рекомбинации и диспропорционирования радикалов могут обрывать цепной процесс либо, если иметь в виду обратные стадии, генерировать его. Кинетические и термодинамические исследования этих радикальных реакций и реакций развития цепи, рассматриваемых в гл. II—VI, позволяют перейти к количественному описанию сложных процессов, протекающих по радикально-цепному механизму, и определению его важнейших кинетических параметров (порядка процесса, эффективной энергии активации и других). [c.71]

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ КИНЕТИКИ РЕАКЦИЙ РЕКОМБИНАЦИИ И ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ РАДИКАЛОВ [c.73]

Если сравнить экспериментальные значения констант скорости реакции рекомбинации и диспропорционирования радикалов с частотой столкновений тех же радикалов, то можно сделать вывод о весьма высокой эффективности этих процессов по сравнению с дру гими бимолекулярными радикальными реакциями. Такая легкость протекания реакций рекомбинации и диспропорционирования при малом времени жизни радикалов приводит к определенным экспериментальным трудностям изучения кинетики как этих, так и других радикальных реакций. Например, при исследовании скорости реакции перехода атома Н от исходного вещества М [c.73]

Лучшим растворителем для синтеза является эфир, которого достаточно брать 1 объем на 2,5 объема алкилгалогенида. Целесообразно сильное перемешивание, обеспечивающее хорошее измельчение и большую поверхность патрия. Во избежание побочной реакции диспропорционирования радикалов целесообразно придерживаться низких температур синтеза и приливать галоидалкил достаточно медленно. Льюис, Хендрикс и Джое [139], проводившие конденсацию н-бромистого бутила, отметили образование наряду с октаном не только бутана и бутена, но и углеводородов состава 0 2Н56 и СщНз . Побочные продукты синтеза обычно легко отделимы от основного, и образование их не может служить основанием для отказа от использования реакции в целях синтеза желаемых структур. [c.285]

Во второй части четвертой главы рассмотрены термодинамика и кинетика элементарных реакций присоединения и замещения радикалов с простейщими непредельными и предельными углеводородами, а также реакций рекомбинации и диспропорционирования радикалов и молекул алканов и алкенов и реакций изомеризации радикалов. Эти реакции играют важную роль не только в термическом радикально-цеп-ном крекинге и пиролизе, но и во многих других цепных реакциях органических веществ, протекающих в газовой фазе. Рассмотренные реакции относятся к основным реакциям химии радикалов вообще, а решаемые вопросы — к проблеме реакционной способности частиц в радикальных реакциях. [c.11]

Реакции между молекулами водорода, ацетилена и этилена, приводящие к образованию радикалов, и обратные им реакции диспропорционирования радикалов характеризуются опять-таки низкими величинами стерических факторов (10- —10 ). Это показывает, что реакции между молекулами не имеют преимуществ в отношении пространственных трудностей перед радикальными реакциями. С другой стороны, энергетические преимущества подобных реакций как процессов образования радикалов по сравнению с молекулярными реакциями диссоциации молекул на радикалы могут проявиться полностью только в реакциях между более простыми молекулами или при пониженных температурах, когда стерические факторы будут иметь высокие значения. Однакб и при высоких температурах бимолекулярный процесс образования радикалов из мол кул в случае очень прочных связей может приобрести преимущество перед процессом диссоциации их. [c.217]

При последующем изучении реакций рекомбинации и диспропорционирования этильных радикалов [289] в различных условиях было показано, что при низких давлениях начинают играть заметную роль реакции радикалов на стенках, а при высоких давлениях —тримолекулярные реакции в объеме. На отношение констант скорости реакций рекомбинации и диспропорционирования радикалов оказывает влияние избыток энергии, с которым радикалы вступают в эти реакции, как предполагалось еще в более ранних работах [279[. В этих работах для анализа продуктов применялась масспектрометрическая методика, а радикалы получались путем фотодиссоциации молекул Н2 в присутствии этилена. С целью исключения влияния реакции непосредственного соединения радикалов Н и С2Н5, проводились параллельные опыты с СгНй-радикалами, полученными путем фотолиза диэтилртути [289]. [c.227]

Дополнительный интерес к изучению реакций неодинаковых радикалов вызван наблюдением о том, что различные полимерные радикалы реагируют с более высокими скоростями, чем идентичные радикалы [295, 296]. Были исследованы конкурентные отношения атомов Н с этиленом и пропиленом и в связи с этим рассмотрены реакции рекомбинации и диспропорционирования радикалов СгНз и С3Н7. [c.231]

Реакции распада алканов на радикалы, взаимодействия последних с молекулами алканов и алкенов, распада сложных радикалов на более простые радикалы и молекулы алкенов, а также реакции рекомбинации и диспропорционирования радикалов составляют основу радикально-цепного крекинга алканов и других превращений органических соединений, которые происходят по цепному механизму. Знание скоростей всех этих реакций и термодинамических пределов, до которых они могут происходпть в заданных условиях, имеет первостепенное значение для решения вопроса о механизме сложного химического процесса, промежуточными стадиями которого являются радикальные реакции. [c.245]

Как уже подчеркивалось, изучение температурной зависимости величины, стоящей справа (159), дает нам относительную энергию активации реакции продолжения цепи и относительное значение стерического фактора этой реакции. Если для сравнения между собой однотипных реакций с участием одного и того же радикала Можно удовлетвориться относительным значением динамических параметров реакции, то для вычисления абсолютной величины к р необходимо знание констант скоростей реакций рекомбинации и диспропорционирования. Кроме того, знание величин последних позволяет определить концентрацию радикалов, принимающих участие в процессе и, следовательно, вычислить абсо -лютные величины скоростей радикальных реакций. Однако экспериментальное определение констант скоростей реакций рекомбинации и диспропорционирования радикалов требует постановки независимых опытов и является в экспериментальном отношении очень сложным. Поэтому до сих пор для реакции рекомбинации было принято считать, что эти реакции происходят при каждом столкновении радикалов. Поименно это предположение в свете выше изложенных результатов расчета стерических факторов реакций рекомбина- ции кажется неверным, хотя энергии активации дей Стви-тельно малы. То же самое относится и к реакциям диспропорционирования, как будет пока-адно в следующем разделе. [c.258]

Оценка констант скорости реакций диспропорционирования радикалов по найденным из опыта значений А в большинстве экспериментальных работ проводится на основе предположения об эффективности каждого столкновения при рекомбинации радикалов (5 = 1, =0). Из формулы (167) можно вычислить величину константы скорости диспропорционирования или использовать для этого вычисления величину А, находимую графически как ординату вначале по формуле (168). Так как экспериментально отношения констант скоростей А характеризуются величинами порядка 1—10 , то предполагается, что в пределах этих Изменений лежат стерические факторы реакций диспропор-иионирования радикалов, а энергии активации реакций приблизительно такие же, как и для реакций рекомбинации. [c.275]

Для вычисления констант скорости реакций диспропорционирования алкильных радикалов мы исходили из экспериментально обоснованного факта о малой величине энергии активации этих реакций. Согласно [353] энергии активации реакций диспропорционирования и рекомбинации алкильных радикалов приблизительно одинаковы, а та.к как энергия активации реакций рекомбинации порядка 200—300 ккал, то и для реакций диспропорционирования энергии активации должны иметь значения приблизительно такие же. При расчетах стерических факторов реакций диспропорционирования для переходного состояния мы приняли конфигурацию голова к голове . Согласно [326], продукты реакции образуются путем перехода атома Н, находящегося в р-положении, от одног о радикала к другому. По аналогии с реакциями обмена предполагается, что для миграции атома водорода диспропорционирующие радикалы должны сблизиться на расстояние г, которое значительно меньше, чем дистанция между ними при рекомбинации, Это расстояние того же порядка, что и длина равновесной межатомной связи. В силу этих предположений при вычислении ротационной суммы состояний активированного комплекса реакций диспропорционирования радикалов мы использовали расстояния г (С—С или С—Н), превосходящие равновесные значения на 10—20%, как и в случае реакций обмена. [c.278]

При диспропорционировании изомерных радикалов в соответствии с продуктами, найденными масспектрометрическим и хроматографическим анализами, предполагалось, что миграция атома Н снижает симметрию активированного комплекса по сравнению с активированным комплексом реакций рекомбинации тех же радикалов, когда принималось, что а совпадет с числом симметрии продуктов рекомбинации. Если не учитывать числа симметрии активированных комплексов реакций диспропорционирования, то значения стерических факторов возрастут в о раз. Таким образом, максимальная ошибка при расчетах стерических факторов обусловлена неопределенностью числа симметрии активиро-ваного комплекса в реакциях рекомбинации и диспропорционирования радикалов. [c.279]

Реакциями, обратными реакциям диспропорционирования алкильных радикалов, являются реакции молекулярногодиспропорционирования алканов и алкенов с образованием алкильных радикалов, которые относятся к реакциям инициирования радикалов. Эти реакции термодинамически сопряжены с реакциями диспропорционирования радикалов и представляют реальный источник получения радикалов в условиях, когда их скорость соизмерима со скоростью реакции диспропорционирования алкильных радикалов. Эти реакции вообще еще мало изучены. Однако, располагая знанием констант скоростей реакций диспропорционирования алкильных радикалов и констант равновесия обратимых реакций диопропорционироБания, можно оценить и константы скорости реакций молекулярного диспропорционирования алкана и алкена, являющихся продуктами диспропорционирования радикалов. Поэтому прежде всего следует вычислить константы равновесия этих реакций. [c.280]

Для многих радикальных бимолекулярных реакций энергия активации, как правило, невелика. Например, бимолекул рные реакции присоединения радикалов или атомов Н к молекулам олефинов имеют энергию активации, примерно равную 8,4 Ч- 16,8 кДж (см. 18) в реакциях рекомбинации и диспропорционирования радикалов это значение еще меньше (см. 6). Значение экспоненциального множителя в формуле (1.10) для таких реакций при высоких температурах близко к единице, поэтому в этих случаях особенно большое значение приобретают теоретические и экспериментальные методы определения Л-фактора. [c.26]

В первых расчетах 5-фактора предполагали весьма упорядоченную структуру активированного комплекса, когда его геометрические и механические свойства близки к свойствам соответствующих молекул. Модель активированного комплекса, построенная на основе изложенных предположений, является примером жесткой модели активированного комплекса. В монографии Степуховича (201 приведены результаты многочисленных расчетов 5-факторов различных радикальных реакций, которые позволили в неплохом приближении объяснить низкие значения этих величин, найденные ранее при опытном изучении отдельных радикальных реакций присоединения и замещения, а также интерпретировать значительную часть экспериментальных данных по термическому и инициированному крекингу алканов. Следует отметить, однако, что расчеты 5-факторов на основе жесткой модели активированного комплекса приводят в ряде случаев (например, при рассмотрении реакций рекомбинации и диспропорционирования радикалов) к заниженным значениям этих величин. С накоплением экспериментальных кинетических данных появилась возможность сформулировать эмпирические правила, которые могут служить ориентиром при построении модели активированного комплекса. Ниже рассматриваются такие правила, а также модели активированного комплекса, получившие распространение при расчетах Л-факторов различных радикальных реакций. [c.27]

Введение в электронную теорию органических реакций (1965) -- [ c.470 , c.555 ]

Энциклопедия полимеров том 1 (1972) -- [ c.0 ]

Общий практикум по органической химии (1965) -- [ c.137 , c.266 ]

Энциклопедия полимеров Том 1 (1974) -- [ c.0 ]

Энциклопедия полимеров Том 3 (1977) -- [ c.2 , c.3 , c.262 , c.405 ]

Технология нефтехимического синтеза Издание 2 (1985) -- [ c.533 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология