Разветвленно-цепные, фотохимические и радиационные реакции

Если в результате одного элементарного акта химической реакции возникает два или более свободных радикалов, то такой процесс называется разветвленно-цепным.

Число радикалов, а вместе с ним и скорость химического превращения возрастают в начальном периоде реакции. Достигнув максимума, скорость реакции затем снижается, поскольку снижаются концентрации исходных веществ.

Пример: взрыв смеси водорода и кислорода (гремучий газ)

Цепи зарождаются в момент соударения молекул исходных веществ:         

H2 + O2 → *OH +  *OH

Радикал *OH, взаимодействуя с водородом, дает молекулу конечного продукта воды и свободный атом водорода:

*OH + H2 → H2O + *H

 В последующих элементарных актах возникает по два новых радикала на каждый исчезнувший:

*H + O2 → *OH +  *O*

*O*+ H2→ *OH +  *H

Число свободных радикалов лавинообразно возрастает, придавая реакции взрывной характер.

 

Свободные радикалы и ионы могут зарождаться под действием на вещество света различных длин волн. Реакции, протекающие под действием видимых, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей света, называются фотохимическими. Основным законом фотохимии является закон Эйнштейна (1912), согласно которому один поглощенный квант энергии вызывает превращение одной молекулы.

Любой фотохимический процесс слагается из:

1. Первичного, связанного с диссоциацией молекулы на свободные атомы и радикалы, и

2. Вторичного, протекающего с участием ранее образовавшихся атомов и радикалов.

Если вторичные процессы вовлекают большое число молекул веществ, то начинается цепная реакция.

Например, смесь водорода с хлором может долго оставаться неизменной, но под действием ультрафиолетовых лучей взрывается.

Результатом поглощения кванта света является диссоциация молекул хлора (зарождение цепи):  Cl2+hυ→  *Cl +*Cl

Следующие стадии обеспечивают поддержание цепной реакции без участия светового излучения:

*Cl + H2→  HCl +*H          *H + Cl2→  HCl +*Cl

Обрыв цепи: *Cl +*Cl→ Cl2  и  *H +*H →  H2 происходит после многократного повторения этих стадий,  когда на каждый поглощенный квант приходится до 105 молекул образовавшегося хлороводорода.

Читайте также:  Энергия Гиббса и ее изменение при химических процессах

Еще более сильное действие на молекулы оказывают рентгеновские лучи и ядерные излучения. Возникновение свободных радикалов — основная причина пагубного воздействия радиации на живые организмы. Благодаря развитию разветвлено-цепных реакций радикалы быстро поражают важные компоненты живых клеток и изменяют в них генетическую программу роста. 

Для защиты от лучевых поражений в организм вводят вещества, которые дезактивируют радикалы и тем самым прекращают развитие новых цепей.

Аналогичен принцип действия огнетушащих составов, которые прекращают развитие радикальных цепей реакции горения.

 

Ваша оценка?

Петр Иваныч
Петр Иваныч
Возможно этот человек ответит на ваши вопросы
Задать вопрос

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Всё о химии
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: