Цепные неразветвлённые реакции. Тройные соударения и тримолекулярные реакции

Реакции 1 и 2 образуют звено цепи. Звено включает минимальный набор стадий, на которых образуется продукт реакции. Обрыв квадратичный, происходит на стенке (стадия 5).

Подставляя уравнение 1) в уравнение 2), получаем:

k1[Br2]= k5 [Br] 2

Получаем также: а) Подставляем этот результат в уравнение 1): Получаем:

б) (8.1)

Далее простые преобразования, ведущие к целевому продукту:

(8.2)

Конечное уравнение для скорости темновой реакции:

(8.3)

Конечное уравнение для скорости световой реакции:

При фотохимическом протекании реакции изменяется лишь описание 1-й стадии процесса. Инициирование происходит уже под действием фотонов: . И лишь те молекулы брома, что поглотили фотоны, далее способны участвовать в превращениях. Изменяя закон действующих масс для 1-й стадии, вместо концентрации брома вводим в него концентрацию фотонов. Её размерность эйнштейн (один моль - число Авогадро фотонов), и . Обычно необходимая в кинетическом уравнении, обратная времени, раз мерность входит с константой скорости. В уравнение фотохимической 1-й стадии она появляется вместе с «концентрацией» фотонов, которая есть не что иное, как интенсивность излучения – энергия, доставляемая в реагирующую систему в единицу времени:

(8.4)

Скорость этой реакции не приводится к эффективному выражению степенного вида. Напротив, скорость родственного цепного процесса (H2 +Cl2 =HCl), приводится к более простой форме, и можно видеть, как отдельные стадии сложного цепного процесса формируют эффективную (наблюдаемую) энергию активации.

Отличительная черта большинства цепных процессов состоит в том, что участниками их промежуточных элементарных стадий являются активные частицы – свободные радикалы. Их образование происходит на стадиях зарождения цепи. После образования частиц продукта активные центры из зоны реакции исчезают на стадиях обрыва цепи.

Цепные неразветвлённые реакции-II.

Пример 2: Реакция Cl2 + H 2 = HCl .

Первая стадия - фотохимическое инициирование.

1) Стадия 1 –зарождение цепи.

2) Стадии (2, 3) - продолжение цепи, и вместе они образуют звено цепи.

Суммируя правые и левые части обоих уравнений 2 и 3, находим, что суммарное превращение, протекающее в звене цепи, является основной реакцией .

3) Стадия 4 предполагается основной элементарной реакцией обрыва в силу того, что с её помощью объясняется экспериментально наблюдаемый факт, по которому скорость реакции заметно уменьшается в присутствие примесей.