Natura are reacții numerice care sunt ordonate de legea Arrhenius, legea maselor active. Fluiditatea unor astfel de reacții nu poate fi explicată prin aceeași teorie a cineticii sau cineticii formale. Acestea sunt reacțiile Lanzug.

Reacții Lanzug se numesc reacții care apar cu participarea particulelor active din punct de vedere chimic (atomi liberi și radicali) și constau dintr-un număr mare de etape care se repetă. Înainte de reacțiile Lanczug, există reacții ale cuptorului, oxidare completă, dezintegrare radioactivă, transmitere a impulsurilor nervoase, reacții nucleare etc.

Trăsăturile caracteristice ale reacțiilor Lanzug sunt:

1) fluiditatea reacției nu se potrivește cu fluiditatea calculată din teoria opririlor active, atunci. W ai grijă >> W unrazhunka;

2) Sensibilitatea lui Vinyatkov la prezența catalizatorilor pozitivi și negativi, care accelerează sau sporesc reacția;

3) gradul de fluiditate al reacției în funcție de dimensiunea, forma și materialele vasului. Un vas mai mare va avea o reacție mai fluidă. Fluiditatea reacției crește dacă într-o zonă mare sunt plasate cuarț, sticlă, porțelan etc.

4) Prezența limitelor inferioare și superioare este importantă fie pentru ca reacția de oxidare a gazelor, fie ca reacțiile inferioare și superioare să decurgă complet sau să nu aibă loc.

Particularitățile acestor reacții sunt explicate de mecanismul de reacție Lanzug, care a fost dezvoltat de academicianul M.M. Semenov (Fig. 5.6). Partea „A” este activă, care a fost dizolvată de calea închisă sau, într-un alt mod, puteți dezactiva, sau puteți da discursul intermediar „Z”, care poate fi dizolvat fără formarea produselor sau a produse de reacție și o nouă parte activă. În acest caz, activarea unei molecule de molecule de ieșire duce la formarea unui număr mare de molecule de produși de reacție.

Mic 5.6. Schema reacției Lanzug

Principalele prevederi ale teoriei reacțiilor Lanzug:

1) la reacție iau parte atomi sau radicali liberi (părți care nu implică împerecherea electronilor). Un atom sau un radical liber prezintă activitate vinyatkov la contactul cu o moleculă saturată de valență;

2) în timpul interacțiunii unei molecule saturate de valență cu un atom sau un radical puternic, „valența liberă” nu este cunoscută, dar dă naștere unei noi părți active (principiul nedeteriorării valenței puternice).

Sub „valență liberă” este necesar să înțelegem particulele care conțin electroni nepereche (un atom sau un radical liber).

Principalele etape ale reacției Lanzug:

1) nuclearea Lanzug - o etapă elementară a reacției Lanzug, care duce la crearea unei valențe libere dintr-o moleculă saturată de valență;

2) continuarea dezvoltării Lanzug - o etapă elementară care merge la conservarea valenței mari și care duce la dezvoltarea ieșirilor și crearea produselor de reacție;

3) tăierea lancetei este o etapă elementară care duce la dezvoltarea valenței puternice.

Un exemplu de reacție Lanzug este sinteza HCl.

H2 + CI2 = 2HCI

1. Originea lantsugului (trezire, inițiere):

CI2 + hν = 2Cl ˙ (E disoc Cl 2 = 57 cal/mol),

H2 + hν = 2H ˙ (E disoc H2 = 103,3 cal/mol).

Deoarece energia de legare a moleculei de clor este mai mică, formarea lancetei are loc cu ajutorul disocierii moleculelor de Cl 2.

2. Dezvoltarea Prodovzhennya chi a Lanzug:

Cl ˙ + H2 = HCI + H ˙,

H ˙ +CI2 = HCI + CI ˙, tobto. Valenta adevarata nu stie.

3. Barbierit Lanzug:

H ˙ +H ˙ + pereți = H 2

Cl ˙ +Cl ˙ + pereți = Cl 2

H ˙ +Cl ˙ + pereți = HCl

Posibila recombinare a radicalilor liberi (proces omogen) și proces eterogen - rakhunok-ul pereților vasului. În cazul examinat al reacției Lancjug, partea activă a pielii dă urechea unui Lancjug - aceasta este o reacție Lancjug staționară, netulburată.

Rozgaluzheni Reacțiile Lanzug sunt reacții în care stadiul de dezvoltare Lanzug continuă cu o creștere a numărului de „valențe înalte”. Diagrama arată astfel:

Mic 7. Schema reacției deshidratate.

Un exemplu de reacție deshidratată este sinteza apei la temperatură ridicată.

2H2 + O2 = 2H2O

1. Originea Lanzug: H2 + O2 = 2OH ˙,

OH ˙ + H2 = H2O + H ˙

2. Bobina Lanzug: H ˙ + O2 = OH ˙ + Ö (biradical)

Ö +H2=OH ˙ +H ˙,

H ˙ + O2 + H2 = 2OH ˙ +H ˙ - etapa de dezvoltare a mizei.

Una dintre părțile active produce un șprot, a cărui piele dă naștere unui mugur.

3. Barbierit Lanzug: 2H ˙ =H2

Zmіst statі

Reacțiile lui Lanczug- reacții chimice care urmează succesiunea acestor etape foarte elementare, în care pe piele apar una sau mai multe particule active (atomi, radicali liberi, ioni, ioni radicali). Cracarea, arderea, polimerizarea și alte reacții apar în spatele mecanismului Lantz.

Lanzügi Bodenstein - Nernst.

Până la sfârșitul secolului al XIX-lea. A fost defalcat cel mai important capitol al chimiei fizice - tema reacțiilor chimice egale (termodinamică chimică). A devenit posibil să rozrakhovuvat, pe cât posibil adâncimea poate suferi o reacție specifică pentru mințile date. În același timp, a fost creată o teorie despre fluiditatea proceselor chimice - cinetica chimică. Acumulat până în cealaltă jumătate a secolului al XIX-lea. Datele experimentale numerice pot fi explicate pe baza legii maselor active și a legii lui Arrhenius. Chiar în acea oră au apărut fapte care ar explica reciproc teoriile. Una dintre cele mai misterioase a fost reacția aparent simplă a apei cu clorul: H 2 + Cl 2 → 2HCl.

În 1845, chimistul englez John Draper a descoperit că sub acțiunea sedumului, clorul devine deosebit de activ în reacția cu apa ( cm. FOTOCHIMIE). Un fapt și mai uimitor a fost descoperit în 1857 de chimistul german Robert Bunsen și de omul său de știință englez Henry Roscoe. S-a dovedit că anumiți compuși la cele mai mici concentrații pot afecta viteza acestei reacții. De exemplu, suplimentele mici au crescut aciditatea de sute de ori. Acesta este un rezultat paradoxal: așchiile kisen reacționează în mod miraculos cu apa. Au apărut acele alte manifestări insondabile. De exemplu, fluiditatea reacției se afla în materialul peretelui vasului și în frânghia dimensiunilor sale. Comandantul șirului, s-ar părea, avea un decalaj în reacția rapidă și nimeni nu știa cum să treacă peste asta.

Iar reacția apei cu clorul ne-a oferit noi surprize. 20 linguri pe stiuleți. Albert Einstein a formulat o lege, conform căreia un cuantum de lumină (foton) provoacă modificări într-o singură moleculă. Este dificil de măsurat experimental numărul de molecule care au reacționat (sau au dispărut) și numărul de molecule pierdute în reacția cuantelor de lumină. Raportul dintre aceste cantități se numește randament cuantic al reacției. De asemenea, deoarece pielea este colorată cu reactivi de lumină cuantică, se creează o moleculă a produsului, atunci randamentul cuantic al unei astfel de reacții este de o unitate. Randamentele cuantice măsurate experimental ale multor reacții s-au conformat legii echivalenței cuantice. În 1913, unul dintre fondatorii cineticii chimice, chimistul german Max Bodenstein, a măsurat randamentul cuantic al reacției fotochimice a apei cu clorul H 2 + Cl 2  2HCl. Rezultatul a fost incredibil: numărul de molecule de HCl care au fost create în timpul distrugerii unui cuantum de lumină a ajuns la un milion în multe minți! Bodenstein a explicat acest rezultat diferit folosind o singură metodă rezonabilă: pielea cuantumului luminii „lansează” un proces lung de transformare, în care sute de mii de molecule de compuși de ieșire (H 2 și Cl 2) reacționează, transformându-se în molecule de produs de reacție (HCl). Este asemănător modului în care periile lui Domino Shvidko sunt așezate la rând, ca la comandă, și cad una câte una, de îndată ce le ating în depărtare.

Bodenstein a formulat principiile de bază ale unui nou tip de transformare chimică - reacțiile Lanzug. Această reacție implică de obicei trei etape: 1) formarea lancei, când are loc formarea particulelor active; 2) prodovzhennya (rozvitok) de lantsyug; 3) bărbierirea lancetei. Inițierea unei reacții termice are loc ca urmare a disocierii moleculelor la încălzire. În reacția fotochimică, originea Lanzug este observată atunci când cuantumul luminii este îndepărtat. În stadiul de prelungire a lancei, moleculele produșilor de reacție sunt stabilizate și brusc apare o nouă parte activă, capabilă să prelungească lancea. În stadiul infecției, partea activă este dezactivată.

Când este puternic încălzită sau clarificată intens cu lumină ultravioletă, reacția Lanzug a apei cu clorul lasă un vibrator. Dacă temperatura nu este foarte mare sau intensitatea luminii este scăzută, reacția decurge calm. Pe baza acestui fapt, Bodenstein a prezentat principiul foarte important al concentrației staționare a produșilor intermediari ai reacțiilor Lanzug. Este în concordanță cu acest principiu că fluiditatea generării particulelor active în etapa de generare este similară cu dispariția lor în etapa de forfecare. De fapt, dacă lichiditatea abraziunii ar fi mai mare decât lichiditatea formării lantzug-urilor, numărul de particule active ar scădea la zero, iar reacția ar începe de la sine. Odată ce lichidul s-a născut, numărul de particule active ar crește în timp, ceea ce ar duce la umflare.

Legătura dintre mecanismul chimic al stadiului pielii de reacție a apei și a clorului a relevat probleme importante. Bodenstein a adoptat teoria dizolvării energetice: moleculele de HCl care sunt dizolvate în prima reacție poartă surplus de energie și, prin urmare, împiedică trecerea reacțiilor ulterioare, transferând excesul de energie către moleculele moleculelor de ieșire. Această teorie s-a dovedit în mod repetat a fi incorectă. Mecanismul corect al reacției a fost dat în 1918 de fizicianul german, laureatul Premiului Nobel Walter Nernst. Să presupunem că particulele active sunt atomi de apă și clor; În acest caz, schema reacției Lanzug este mică așa cum pare. Nuclearea lancetei are loc în timpul disocierii termice a moleculelor de clor la temperaturi ridicate sau când cuante de lumină sunt absorbite de acestea la temperatura camerei: Cl 2 → 2Cl. Apoi există două etape ale continuării lantzugului, care se repetă rapid una după alta: Cl + H 2 → HCl + H și H + Cl 2 → HCl + Cl. Uitarea apare atunci când atomii activi de apă și clor reacționează cu moleculele casei, care se „lipesc” de peretele vasului și reacționează (recombină) între ei, transformându-se în molecule inactive de H 2 și Cl 2 .

S-a demonstrat anterior că atomii de apă sunt foarte activi cu atomii de clor; Evident, atomii și apa reacționează mai rapid și, prin urmare, concentrația lor staționară este semnificativ mai mică. Astfel, la temperatura camerei, concentrația la starea de echilibru a atomilor de apă este de aproximativ 100 de ori mai mică decât cea a atomilor de clor. Ca urmare, omogenitatea a doi atomi de apă sau a atomilor de apă și atomi de clor este mult mai mică decât cea a doi atomi de clor, ceea ce duce la o reacție practic uniformă a Lantzugs - recombinarea atomilor de clor: Cl + Cl → Cl 2. Deoarece presiunea asupra vasului de reacție este mică, deoarece dimensiunea este mică, particulele active pot ajunge pe peretele vasului chiar înainte de a reacționa cu moleculele de H2 și Cl2; În mintea unui rol important, poate exista un bărbierit al Lantzugilor pe pereții curții reacționale.

Schema lui Nernst a fost confirmată de diverse experimente. Una dintre cele mai recente evoluții este chimistul fizician englez Michael Polyani. În urma lui, curentul de apă a trecut peste metalul de sodiu ușor încălzit și a purtat cu el doar o cantitate mică de abur. Apoi pârâul a fost scufundat în întuneric într-un vas cu clor. La temperatură, apa pură nu a reacționat cu clorul, dar o cantitate mică de vapori de sodiu s-a schimbat în dreapta: reacția apei clorurate a fost finalizată. Aici rolul inițiatorului reacției Lanczug, în locul luminii, îl joacă sodiul: Na + Cl 2 → NaCl + Cl. La fel ca în cazul unei reacții fotochimice, cuantumul de lumină cade pe pielea multor molecule care au reacționat, așa că aici o mulțime de molecule de HCl care au reacționat cad pe pielea unui atom de sodiu care au reacționat. Polyana a obținut rezultate similare după calcularea reacției clorului cu metanul. În acest caz, reacția de inițiere și tăiere a Lantzug a fost aceeași ca și în reacția clorului cu apa, iar reacția de continuare a Lanzug a arătat astfel: Cl + CH 4 → HCl + · CH 3 și · CH 3 + Cl 2 → CH 4 + Cl · . Aceste reacții iau, de asemenea, o parte a particulelor cu electroni nepereche (indicate printr-un punct) - radicali liberi.

Multe reacții care implică radicali liberi s-au dovedit a fi ale lui Lanczug, al căror mecanism era similar cu mecanismul reacției apei cu clorul. Mecanismul Lanczug este urmat de reacții de scindare la temperaturi ridicate (piroliză) în carbohidrați, de exemplu, etan: C 2 H 6  C 2 H 4 + H 2 ; Reacții similare pot fi de mare importanță în prelucrarea industrială a naftei de carbohidrați. Lance a dezvăluit reacții de oxidare a compușilor organici cu acizi, reacții de adăugare de halogeni (clor și brom) la compuși nesaturați, brom și alți compuși, reacții de polimerizare și o serie de alte procese. Reacțiile de polimerizare a lui Lanczug sunt eficiente deoarece în ele etapele de extindere a Lanczug îi privează de „Lanczug adevărat” în aspectul tricotării, una câte una, surplusul de benzi de monomeri. În polimerii groși și întăriți (de exemplu, în polistiren sau polimetilmetacrilat - „solide organice”), pot fi detectați radicali liberi terminali, care, prin vâscozitate ridicată, nu sunt capabili să reacționeze cu o moleculă puternică de monomer yu.

Lantsyugi Semenov - Hinshelwood.

De exemplu, 1924 r. la Institutul Fizico-Tehnic din Leningrad, în Laboratorul de Chimie Electronică, condus de N. N. Semenov, intensitatea luminii vaporilor de fosfor atunci când sunt oxidați cu acid a început să se estompeze. La început, o tânără absolventă de universitate, Zinaida Valta, și kerivnik-ul ei indispensabil, Yu.B. Khariton, au descoperit un fenomen complet neașteptat. S-a dovedit că dacă acidul a fost îndepărtat, reacția de oxidare a fosforului nu a avut loc. Ale varto vise kisnu muta procesul de importanta critica, oxidarea intensa a inceput odata cu cresterea luminii. Anterior, teoria afirma că fluiditatea reacției poate crește treptat odată cu creșterea concentrației. Imediat are loc o tranziție bruscă de la întreaga amploare a reacției la un proces foarte rapid pentru o ușoară schimbare a viciului. Un alt fapt uimitor a apărut: atunci sub presiune mai puțin decât critică. fără reacție, a fost suficient să se introducă argon în vas, astfel încât paturile să devină strălucitoare. S-a dovedit că argonul gazos inert, care nu este creat înainte de reacțiile chimice zilnice, strica reacția! Acesta a fost deja un adevărat miracol.

Ulterior s-a realizat că aciditatea își poate pierde complet activitatea nu numai atunci când este redusă, ci și atunci când presiunea asupra acțiunii este mai critică. Acest prieten (sus) între viciu al kisnuului stătea cu adevărat în fața casei diverselor râuri. Oamenii din astfel de case au făcut kislenul „pasiv” mai activ, astfel încât focul țipă după fosfor. Acest comportament a fost în concordanță cu toate constatările care au apărut despre mecanismele și viteza reacțiilor chimice.

Rezultatele experimentelor uimitoare, fără nicio încercare de explicație, au fost publicate în „Jurnalul fizic” german. Rezultatele au fost suedeze și neutre: lucrarea a cedat în fața criticilor ascuțite din partea celebrului Bodenstein, care la acea vreme era un șef important al cineticii chimice ușoare. El a scris că toate rezultatele oxidării fosforului nu sunt rezultate reale, ci o iluzie și a subliniat cauza lor - proiectarea incorectă a instalației în care au fost efectuate rezultatele. La sfârșitul scurtului său articol, Bodenstein a remarcat că numele obiectelor „de limită” au fost păzite în mod repetat de diverse reacții în trecut, dar înainte de ora verificării, a devenit imediat clar că duhoarea era asociată cu diferite substanțe chimice experimentale kami.

Rezistența a fost și mai serioasă. Următoarea reverificare (fără Khariton - a fost transferată la institutul străin și fără Valt - a trecut la alt institut) a arătat corectitudinea primei publicații. Mai mult, au fost eliminate date noi, nu mai puțin „eretice”. S-a dovedit, de exemplu, că în spatele dimensiunilor curţii reacţionare se află o presiune critică.

Semenov și-a dat seama că stând în pericol de pericol. Se înțelege că reacția este a lui Lanziug, la reacția apei cu clorul. Protejați mecanismul reacției Lanzug Bodenstein-Nernst, bazat pe „principiul domino”, care poate (și poate) duce la fenomene critice. Lucrurile au stat altfel aici. În același timp, Cyril Hinshelwood a început să lucreze direct în Anglia. În ambele laboratoare, au fost identificați compuși critici în reacțiile apei fierbinți și a altor substanțe. S-a dovedit, de exemplu, că în vasele sticloase rezistente la căldură la temperaturi de 500-600 ° C, reacția apei cu acidul nu are loc deloc până când presiunea atinge 3-4 mm Hg. Artă. Dacă presiunea a fost supraextinsă la limita inferioară, a început reacția rapidă, care este însoțită de lumină. Dar cea mai semnificativă descoperire a fost că jumătate din ea ar putea fi stinsă prin simpla mișcare a presiunii. La temperaturi sub 400 ° C, apa și apa acidă dintr-o cameră curată nu au fost protejate sub nicio presiune. Totuși, a fost suficient să adăugați gaz inert la nebunie, parcă în pat!

Toate aceste noi descoperiri au fost explicate de Semyonov (și tot de Hinshelwood) în discuția despre lantsugs, care sunt în curs de dizolvare. Dacă reacția apei cu clorul din stadiul pielii continuă dezvoltarea unei părți active, una se pierde (lancea neramificată), atunci reacția apei (și a altor reactivi) cu acid, se pierde o parte activă, se creează două Cum multe altele noi, de exemplu,

H + O 2  OH + O

O + H 2  OH + H

OH + H 2  H 2 O + H

Dacă combinăm trei reacții consecutive, eliminăm H + O 2 + 2H 2  BIN + 2H, apoi o parte activă se transformă în trei. Ca urmare, numărul de centri activi crește rapid (lancile se slăbesc) și, deoarece elasticitatea lăncilor nu este suficient de mare, reacția trece rapid la modul de vibrație (cu o presiune mică, înlocuirea vibrației este evitate la dormitoare). Astfel de reacții, care apar din cauza creșterii numărului de particule active, se numesc reacții Rosgalogen-Lantzug. Dacă ne dăm seama că aceste procese sunt extrem de exoterme, iar reacțiile părții active ale pielii cu molecula vorbirii de ieșire necesită miliarde de secunde, este ușor de înțeles de ce reacțiile perturbate-Lanzug la concentrații mari de In (presiune) ale reactivilor , apar vibratii ruinoase.

Este important de menționat că avalanșa reacției oxidate-Lantzyug se va încheia în curând: o oră mai târziu, după începerea reacției, nu mai există emanații - s-ar putea ca duhoarea să se fi transformat toate în produse de reacție. Aici putem trage următoarea analogie: în spatele „mecanismului azime-Lantsyugian”, se extind diferite sensibilități, precum pielea, care, după ce a recunoscut un lucru nou, îl recunosc mai mult decât o persoană. Și chiar așa, la fel de sensibil pe cât plăcile se extind rapid și apoi se termină rapid, diferitele piramide financiare și de altă natură „necoordonate-Lantsyug” (cum ar fi faimoasa „Vladilina”, MMM, „frunze de fericire” etc.), diferite Propunerile „adăugate” pentru 100 de ruble câștigă 100 de mii și alte escrocherii care implică stadiul pielii de obținere de noi „clienți”. La prima vedere, totul pare corect, dar până la piramidă, dintr-o dată, sunt din ce în ce mai mulți participanți și, în curând, nu vor mai fi „discuții neconforme” - nimeni altcineva nu va cumpăra acțiuni, iar mirosul va dispărea rapid. . Piramide financiare similare sunt deja în secolul al XIX-lea. erau în mișcare în diferite țări; în Franța se numeau „sânii de zăpadă”, la noi – o avalanșă. Mecanismul său (și descrierea matematică) poate fi deja ghicit de reacțiile chimice oxidate-Lance.

Semenov și Hinshelwood au dat o astfel de explicație a proceselor de învățare. Sub presiune scăzută, majoritatea particulelor active - atomi, radicali puternici, care nu sunt capabili să interacționeze cu moleculele bogate de reactivi și să se „multiplize”, ajung la peretele vasului de reacție și „pierd” pe ele - lăncile se desprind. Cu cât diametrul reactorului este mai mic, cu atât este mai mare șansa ca radicalii să ajungă pe pereții acestuia. Axa sondajului depinde de dimensiunea navei! Cu concentrații crescute, șansele de a interacționa cu moleculele de reactivi pentru radicali devin mai mari și sunt mai puține șanse de a ajunge la perete - rezultând o avalanșă de reacții. Aceasta explică fundația limitei inferioare a menghinei. Moleculele de gaz inert, conform cuvintelor lui Semenov, „plutind la picioarele” părții active, își măresc rezistența la perete; Aceasta explică uimitoarea infuzie de argon la valoarea presiunii critice.

Când se ajunge la limita superioară a menghinei, lăncile sunt din nou bărbierite și se îndreaptă; Celălalt motiv pentru distrugerea Lancsug-urilor este diferit aici - radicalii activi apar din rezultatul „epuizării reciproce” - recombinarea obligațiilor (viteza acestei reacții chiar crește semnificativ odată cu creșterea presiunii). Ei bine, toate faptele experimentale au negat o explicație logică în cadrul teoriei reacției perturbate Lanzug. În 1956, N. N. Semenov și S. Hinshelwood au primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru cercetările lor.

Teoria reacțiilor corn-Lantzug este de mare importanță practică, deoarece explică comportamentul multor procese importante din punct de vedere industrial, cum ar fi cuptorul, cracarea naftei, aprinderea amestecului de combustibil din motoarele cu ardere internă. Prezența părților superioare și inferioare dintre menghină înseamnă că atunci când acidul este amestecat cu apă, metan și alte gaze inflamabile, se va umfla dincolo de relațiile lor normale. De exemplu, dacă amestecați apă în aer, aceasta se umflă când adăugați apă de la 4 la 75% și amestecați metanul în aer - în loc de metan de la 5 la 15%. De ce este atât de nesigur pentru fluxul de gaz: dacă metanul din aer este mai mare de 5%, debitul poate apărea ca urmare a unei scântei violente în sistemul chimic atunci când luminile din bucătărie sunt aprinse sau estompate.

De o importanță deosebită este procesul Lanzugian în legătură cu munca fizicienilor și cu extragerea energiei nucleare. S-a dovedit că distribuția uraniului, plutoniului și a altor materiale care se descompun urmează aceleași modele ca și reacțiile chimice oxidate-Lance. Astfel, reacția sub uraniu este generată de neutroni, care despart nucleele de uraniu cu mare energie. Dezintegrarea lancetei se datorează faptului că, atunci când un nucleu se divide, sunt vizibile o grămadă de particule active - neutroni, care sunt creați înainte de divizarea noilor nuclee.

Reacții la dizolvarea virulentă.

Când substanțele active sunt oxidate, se eliberează peroxizi, care se dezintegrează ei înșiși datorită creării de particule active - radicali liberi. Ca urmare, lancetele se slăbesc, deși nu la fel de ușor: chiar dacă peroxizii se dezintegrează din fluid, mirosul se va acumula. Astfel de procese au fost numite dizolvari virtuale.

Un exemplu tipic de reacție de de-coroziune-lanciu cu o variantă de de-coroziune este reacția de oxidare a carbohidraților. Se începe cu faptul că molecula acidă vibrează din atomul moleculei organice de apă: RH + O 2  R · + HO 2 ·. Radicalul hidroperoxid, care se creează în stadiul de inoculare, ca urmare a reacției HO 2 · + RH  H 2 O 2 + R · este transformat într-un radical R · cu un electron nepereche pe atomul de carbon. Deci radicalul HO 2 nu ia parte la reacție. Radicalul R · are o mulțime de posibilități. În primul rând, se pot combina (recombina) cu alți radicali, inclusiv cu cei similari: R + R R R 2 . Alternativ, puteți adăuga un atom de apă într-o moleculă a discursului de ieșire: R + R „H → RH + R”. Veți descoperi că puteți urmări sublinkul moleculei acrișoare: R + O = O R-O-O. Prima reacție poate fi ignorată: reactivitatea celor doi radicali activi este foarte mică, deoarece concentrația sa este redusă. O altă reacție are ca rezultat schimbul de atomi cu apa. Iar axa, ca urmare a celei de-a treia reacții, este creată de radicalul peroxid RO 2, care împreună cu radicalul R duce la lanzug. Se compune din două etape, care se repetă, ale reacţiei de oxidare Lanzug: RO 2 + RH → ROOH + R → R → + O 2 → RO 2 .

Se poate observa că radicalii RO 2 și R sunt antrenați de Lanzug, iar fragmentele de duhoare se formează în mod constant în timpul reacției. Radicalii RO 2 sunt mai puțin activi, concentrația lor este mai bogată, astfel încât banda este tăiată atunci când se întâlnesc doi radicali peroxid. Acest produs poate conține o varietate de produse, inclusiv peroxizi ROOR (durosul este creat prin recombinarea radicalilor de peroxid), alcooli și compuși carbonilici. Deoarece lancetele sunt de lungă durată, acești produse – produse de recombinare – vor fi rare, iar produsul principal al reacției lancetei va fi hidroperoxidul ROOH, care poate fi izolat cu randament ridicat. Legătura O–O în hidroperoxizi este foarte slabă (chiar mai slabă decât legătura C–O în alcooli). Când se rupe, se creează simultan doi radicali - RO și OH, care inițiază noi lancete. Se dovedește că produsul de reacție, hidroperoxidul, îl accelerează instantaneu. Astfel de reacții se numesc autocatalitice.

Revigorarea „celulelor energetice”.

Ipoteza despre „lâncile energetice”, pe care Bodenstein a găsit-o scăzută printre alți chimiști, nu a pierdut confirmarea experimentală și a fost uitată timp de mai bine de un deceniu. Cu toate acestea, în 1963, V.I.Vedeneev, A.M.Chaikin și A.E.Shilov au descoperit că „degazarea energetică” este posibilă în reacțiile de fluorurare pentru o serie de compuși. Dar poate exista o reacție între fluor și apă. Această reacție în stadiul de prelungire a lancei H + F 2  HF* + F pare să aibă atât de multă energie încât molecula „fierbinte” de fluor care se creează (cea indicată de o stea) poate provoca desalinizarea lancea. Acest lucru se datorează modului de transfer al excesului de energie către discursurile de ieșire; Purtătorul său de energie este o moleculă de apă. Mecanismul de reacție este următorul:

F 2 + H 2  H + HF + F – etapa finală a nașterii Lanzug

F + H 2  HF + H – două reacții

H + F 2  HF* + F – prelungirea Lanzugului

HF* + H 2  HF + H 2 * – transmisie

H 2 * + F 2  H + HF* + F – de-coroziunea Lanzugului

Uitarea lăncilor apare pe moleculele casei și pe pereții vasului. Investigarea mecanismului acestei reacții a făcut posibilă crearea unui laser chimic fluor-apă, care emite lumină (gamă de infraroșu) pentru a trezi molecula HF.

Illya Leenson

Reacție fotochimică cu factor cob Reacția Lanzug care constă din 3 etape principale: nașterea, creșterea și tunderea lancetei.

Bodenstein a descoperit mecanismul reacției Lanzug, în care reacția fotochimică joacă un rol principal și apoi nu joacă niciun rol. Pentru a înțelege cum decurg procesele fotobiologice, să ne uităm la mecanismul reacției Lanzug în relație cu reacția de creare a clorului.

Cl2 +hν=>2CI;

CI*+H2 =>HCI+H*;

H* + Cl 2 => HCl + Cl*...

O altă etapă - creșterea Lanzyuga– poate avea un caracter simplu și dezordonat (reacția H 2 + Cl 2 este simplă)

Odată ce apare o reacție Lacug slăbită la centrul pielii, după cum știți, apar o serie de altele noi.

A treia etapă este proces de moarte ( Ras Lanzug ) particule active.

Cauza Lanzug-ului ras poate fi astfel:

adăugarea de gaz inert;

interacțiunea particulelor active cu pereții vasului;

crearea de compuși instabili (tetraoxid de metal).

Este important ca reacțiile Lanzugiane să aibă ca rezultat un randament cuantic mare.

Capitolul 3 Reacții fotochimice în corpul uman. Fotobiologie

Fotobiologie- ştiinţa proceselor biologice iniţiată în sisteme vii lumina, hai sa decoloram una sau mai multe cromofori(fotoreceptori) acestor sisteme.

Pe scurt fotobiologie se află afirmații teoretice despre puterile fizice și chimice ale moleculelor biologice și structurilor biologice pliabile, derivate din rezultate experimentale și puterile fotofizice și fotochimice ale moleculelor organice simple și pliate, arpaș, pigmenți nativi și sintetici. Inițiază ușor diferite fotoprocese în particule, suspensii, adsorbate, sfere, sisteme de ordonare, membrane celulare, celule, țesuturi și organisme întregi. Cunoașterea mecanismelor primelor etape ale proceselor fotobiologice necesită o înțelegere a transformării energiei cuantelor luminii de argilă ( fotonii) în astfel de fenomene fotosinteză, zir, frotiu, peroxidare lipidica, degradeaza si dezinfecteaza efectele tratamentului cu ultraviolete si laser. Dezvoltarea primelor etape ale proceselor fotobiologice este indisolubil legată de vicoristan metode spectroscopice ancheta, luminescență, rezonanță magnetică nucleară. Toate acestea se bazează pe cunoașterea profundă a metodelor experimentelor fizice și chimice. Aici se află esența vieții de zi cu zi fotobiologie ceea ce conduce mecanismele fotostimulare proceselor

Să aruncăm o privire asupra acțiunilor lor.

Capitolul 4 Chimia petelor

Un bronz- Aceasta este reacția pielii la supărare. Când este infuzat cu lumină, dezvoltă un pigment special negru-maro, melanina (din grecescul melas - negru), care protejează pielea de deteriorare și, de asemenea, îndeplinește funcțiile de antioxidant, neutralizând daunele pielii.Klitin vilni radicali. Melanina în proporții mari sau mici apare în pielea nebronsată și, de asemenea, întunecă irisul ochilor și părului (ceea ce este mult mai puțin frecvent la albinos).

Melanina- Aceasta este o conexiune cu un nivel molecular înalt a unui dispozitiv de pliere. Culoarea și funcțiile sale sunt bogate în ceea ce se datorează faptului că în acest caz nu există pereche de electroni.

Vinul este sintetizat în celule speciale ale pielii - melanocite, iar acest proces este reglat de sistemul hormonal, cel mai important hormoni hipofizari (așa-numiții hormoni de stimulare a melanocitelor). Interacționând cu o moleculă de proteină, melanina formează boabe întunecate cu dimensiuni cuprinse între 0,1 și 2 microni. Melanocitele, prin mugurii lor, par să germineze în celulele straturilor superioare ale pielii, până când toată melanina apare în cornul exterior. Culoarea poate depinde de starea în care se găsește melanina: în vinul oxidat este neagră, iar în vinul oxidat este galben-brun.

Melanina este un filtru miraculos, blochează peste 90% din radiațiile ultraviolete, dar nu este singurul mecanism natural de protecție a pielii. De asemenea, este bine de știut că oamenii au observat că negrul nu este asigurat sub tutelă, așa că s-ar putea împiedica de somnul secret după o pauză. Și, în același timp, albinoșii, care nu pierd deloc melanina, își măresc rezistența la radiațiile ultraviolete și pot petrece ceva timp în somn. Încă un pas către zakhist - urokanova acid, care este prezent în bilele exterioare ale pielii. Atunci când moleculele acestui acid sunt transformate, ele își schimbă forma (transformă modificări din cis-) și astfel transformă radiația ultravioletă pur și simplu în căldură. Cel întunecat are o reacție inversă.

Lumina ultravioletă declanșează diferite procese secundare în corpul uman, inclusiv Reacții Lanzug. O tranziție este o scurtă oră de viață în taberele de trezire.

O moleculă care a pierdut o cantitate de lumină are o serie de căi de transformare ulterioară. Cele mai periculoase lucruri pentru pielea noastră provin din reacțiile chimice ale moleculelor trezite. Lumina ultravioletă afectează în mod inutil ADN-ul și proteinele celulelor din organism, declanșând procesul inevitabil de a crea substanțe malefice. În plus, lumina ultravioletă poate acționa asupra lipidelor și asupra structurii membranelor celulare. Procesul va continua.

Identificați reacțiile chimice în care interacțiunile dintre componente sunt de așteptat să apară cu ușurință. Există un grup foarte mare de reacții care se desfășoară fără probleme. În aceste reacții cutanate, etapa elementară de îmbrăcare din față, fără nicio reacție ulterioară, este imposibilă. În astfel de reacții, formarea produsului de reacție este rezultatul unei serii de etape de reacție elementare, care se numesc Reacții Lanzug, care trec prin participarea centrilor activi - atomi, ioni sau radicali (molecule). Radical- o moleculă care este supusă neîmperecherii electronilor și prezintă reactivitate ridicată (H, Cl, O, OH, CH3).

Când centrii activi interacționează cu moleculele componentelor de ieșire, produsele de reacție și noi particule active sunt create pentru a se adapta noii etape de interacțiune. Centrii activi combină și creează lantzug-urile transformărilor ulterioare ale vorbirii.

Ca exemplu de reacție Lanzug, se poate induce reacția pentru sinteza clorurii apoase:

Această reacție este provocată de lumină. Molecula de clor absoarbe o cantitate de energie schimbabilă h v Și începe să se trezească, apoi atomul său începe să vibreze energetic. Când energia colivanului depășește energia legăturii, are loc dezintegrarea moleculei ( disociere fotochimică):

Ras Lanzug - o lancetă completă, care se caracterizează prin combinarea a două particule active și una inactivă, rezultatul căreia este crearea unei molecule și transferul de energie, care a fost văzută ca o parte inactivă. Reacțiile Lantzug sunt împărțite în: 1) reacție lanczigiană netulburată; 2) relaxarea reacţiei lanczigiene. Reacția Lanzug necoruptă caracterizată prin faptul că, printr-o interacțiune elementară cutanată, un centru activ transformă molecula în produsul de reacție și un nou centru activ. Reacția Rozgaluzhena Lanziug caracterizată prin faptul că procesul de interacțiune a unui radical liber cu o moleculă a reactivului de ieșire are ca rezultat crearea multor centre activi noi, dintre care unii dau naștere la noi centri activi, iar alții îl continuă pe cel vechi.

Un exemplu de reacție Lanzug dizolvată - reacția de creare a apei din vorbire simplă:

Teoria reacțiilor perturbate de Lanzug bula atârnată N.M. Semenov în anii 20 roci XX cu secole înainte de cinetica diferitelor procese. Teoria reacțiilor Lanzug- baza științifică a tehnologiei. Reacții nucleare Lanczug Acest lucru poate fi urmărit și din procesele Lanzugian.

Reacțiile Lanzug sunt reacții chimice care urmează succesiunea acelorași etape elementare, pe piele apar una sau mai multe particule active (atomi, radicali liberi, ioni), ioni radicali. Cracarea, arderea, polimerizarea și alte reacții apar în spatele mecanismului Lantz.

Lanzügi Bodenstein - Nernst. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea. A fost disecat cel mai important capitol al chimiei fizice – tema reacțiilor chimice egale (termodinamică chimică). A devenit posibil să rozrakhovuvat, pe cât posibil adâncimea poate suferi o reacție specifică pentru mințile date. În același timp, a fost creată o teorie despre fluiditatea proceselor chimice - cinetica chimică. Acumulat până în cealaltă jumătate a secolului al XIX-lea. Datele experimentale numerice pot fi explicate pe baza legii maselor active și a legii lui Arrhenius. Chiar în acea oră au apărut fapte care ar explica reciproc teoriile. Una dintre cele mai misterioase a fost reacția aparent simplă a apei cu clorul: H2 + Cl2 ® 2HCl.

În 1845, chimistul englez John Dreper a descoperit că sub acțiunea mierei, clorul dezvoltă o activitate deosebită în reacția cu apa (div. FOTOCHIMIE). Un fapt și mai uimitor a fost descoperit în 1857 de chimistul german Robert Bunsen și de omul său de știință englez Henry Roscoe. S-a dovedit că anumiți compuși la cele mai mici concentrații pot afecta viteza acestei reacții. De exemplu, suplimentele mici au crescut aciditatea de sute de ori. Acesta este un rezultat paradoxal: așchiile kisen reacționează în mod miraculos cu apa. Au apărut acele alte manifestări insondabile. De exemplu, fluiditatea reacției se afla în materialul peretelui vasului și în frânghia dimensiunilor sale. Comandantul șirului, s-ar părea, avea un decalaj în reacția rapidă și nimeni nu știa cum să treacă peste asta.

Iar reacția apei cu clorul ne-a oferit noi surprize. 20 linguri pe stiuleți. Albert Einstein a formulat o lege, conform căreia un cuantum de lumină (foton) provoacă modificări într-o singură moleculă. Este dificil de măsurat experimental numărul de molecule care au reacționat (sau au dispărut) și numărul de molecule pierdute în reacția cuantelor de lumină. Raportul dintre aceste cantități se numește randament cuantic al reacției. De asemenea, deoarece pielea este colorată cu reactivi de lumină cuantică, se creează o moleculă a produsului, atunci randamentul cuantic al unei astfel de reacții este de o unitate. Randamentele cuantice măsurate experimental ale multor reacții s-au conformat legii echivalenței cuantice. În 1913, unul dintre fondatorii cineticii chimice, chimistul german Max Bodenstein, a măsurat randamentul cuantic al reacției fotochimice a apei cu clorul H2 + Cl2 ® 2HCl. Rezultatul a fost incredibil: numărul de molecule de HCl care au fost create în timpul distrugerii unui cuantum de lumină a ajuns la un milion în multe minți! Bodenstein a explicat acest rezultat diferit folosind o singură metodă rezonabilă: pielea cuantumului luminii „lansează” un proces lung de transformare, în care sute de mii de molecule de compuși de ieșire (H2 și Cl2) reacționează, transformându-se în molecule ale produsului de reacție. (Acid clorhidric). Este asemănător modului în care periile lui Domino Shvidko sunt așezate la rând, ca la comandă, și cad una câte una, de îndată ce le ating în depărtare.

Bodenstein a formulat scopul principal al tranziției la un nou tip de reacții chimice - reacțiile Lanzug. Această reacție implică de obicei trei etape: 1) formarea lancei, când are loc formarea particulelor active; 2) prodovzhennya (rozvitok) de lantsyug; 3) bărbierirea lancetei. Inițierea unei reacții termice are loc ca urmare a disocierii moleculelor la încălzire. În reacția fotochimică, originea Lanzug este observată atunci când cuantumul luminii este îndepărtat. În stadiul de prelungire a lancei, moleculele produșilor de reacție sunt stabilizate și brusc apare o nouă parte activă, capabilă să prelungească lancea. În stadiul infecției, partea activă este dezactivată.

Legătura dintre mecanismul chimic al stadiului pielii de reacție a apei și a clorului a relevat probleme importante. Bodenstein a adoptat teoria dizolvării energetice: moleculele de HCl care sunt dizolvate în prima reacție poartă surplus de energie și, prin urmare, împiedică trecerea reacțiilor ulterioare, transferând excesul de energie către moleculele moleculelor de ieșire. Această teorie s-a dovedit în mod repetat a fi incorectă. Mecanismul corect al reacției a fost dat în 1918 de fizicianul german și laureat al Premiului Nobel Walter Nernst. Să presupunem că particulele active sunt atomi de apă și clor; În acest caz, schema reacției Lanzug este mică așa cum pare. Nuclearea lancetei are loc în timpul disocierii termice a moleculelor de clor la temperaturi ridicate sau când cuante de lumină sunt absorbite de acestea la temperatura camerei: Cl2 ® 2Cl. Apoi sunt două etape ale continuării lantzugului, care se repetă rapid una după alta: Cl + H2 ® HCl + H și H + Cl2 ® HCl + Cl. Uitarea apare atunci când atomii activi de apă și clor reacționează cu moleculele casei, se „lipesc” de peretele vasului și reacționează (recombină) între ei, transformându-se în molecule inactive de H2 și Cl2.

S-a demonstrat anterior că atomii de apă sunt foarte activi cu atomii de clor; Evident, atomii și apa reacționează mai rapid și, prin urmare, concentrația lor staționară este semnificativ mai mică. Astfel, la temperatura camerei, concentrația la starea de echilibru a atomilor de apă este de aproximativ 100 de ori mai mică decât cea a atomilor de clor. În rezultat, apa de apă sore -nomin -nomin este nucleul nucleului todnu tu, clorul de clor mensh, pentru castravetele de clor, acest lucru este practic la reacția clorului nuclear lantsyugiv є râu: Cl + Cl ® CL2 . Deoarece presiunea asupra vasului de reacție este mică, deoarece dimensiunea este mică, particulele active pot ajunge pe peretele vasului chiar înainte de a reacționa cu moleculele de H2 și Cl2; În mintea unui rol important, poate exista un bărbierit al Lantzugilor pe pereții curții reacționale.

Schema lui Nernst a fost confirmată de diverse experimente. Una dintre cele mai recente evoluții este chimistul fizician englez Michael Polyani. În urma lui, curentul de apă a trecut peste metalul de sodiu ușor încălzit și a purtat cu el doar o cantitate mică de abur. Apoi pârâul a fost scufundat în întuneric într-un vas cu clor. La temperatură, apa pură nu a reacționat cu clorul, dar o cantitate mică de vapori de sodiu s-a schimbat în dreapta: reacția apei clorurate a fost finalizată. Aici rolul inițiatorului reacției Lanczug, în locul luminii, îl joacă sodiul: Na + Cl2 ® NaCl + Cl. La fel ca în cazul unei reacții fotochimice, cuantumul de lumină cade pe pielea multor molecule care au reacționat, așa că aici o mulțime de molecule de HCl care au reacționat cad pe pielea unui atom de sodiu care au reacționat. Polyana a obținut rezultate similare după calcularea reacției clorului cu metanul. În acest caz, reacția de inițiere și tăiere a Lancsug a fost aceeași ca și în reacția clorului cu apa, iar reacția de continuare a Lancsug-ului arăta astfel: Cl + CH4 HCl + CH3 și CH3 + Cl2 CH4 + Cl. Aceste reacții iau, de asemenea, o parte a particulelor cu electroni nepereche (indicate printr-un punct) - radicali liberi.

Multe reacții care implică radicali liberi s-au dovedit a fi ale lui Lanczug, al căror mecanism era similar cu mecanismul reacției apei cu clorul. Mecanismul Lanczug este urmat de reacții de scindare la temperaturi ridicate (piroliză) în carbohidrați, de exemplu, etan: C2H6 ® C2H4 + H2; Reacții similare pot fi de mare importanță în prelucrarea industrială a naftei de carbohidrați. Lance a dezvăluit reacții de oxidare a compușilor organici cu acizi, reacții de adăugare de halogeni (clor și brom) la compuși nesaturați, brom și alți compuși, reacții de polimerizare și o serie de alte procese. Reacțiile de polimerizare a lui Lanczug sunt eficiente deoarece în ele etapele de extindere a Lanczug îi privează de „Lanczug adevărat” în aspectul tricotării, una câte una, surplusul de benzi de monomeri. În polimerii îngroșați și întăriți (de exemplu, polistiren sau polimetilmetacrilat - „clei organic”), este posibil să se detecteze radicalii liberi terminali, care, din cauza vâscozității mari, nu pot reacționa puternic molecula la monomer.

Lantsyugi Semenov - Hinshelwood. La sfârșitul anului 1924, la Institutul de Fizică și Tehnologie din Leningrad, în Laboratorul de Chimie Electronică, condus de M.M. Semenov, intensitatea vaporilor de fosfor a început să se estompeze, în spatele lor sunt oxidați cu acid. La început, o tânără absolventă de universitate, Zinaida Valta, și kerivnik-ul ei indispensabil, Yu.B. Khariton, au descoperit un fenomen complet neașteptat. S-a dovedit că dacă acidul a fost îndepărtat, reacția de oxidare a fosforului nu a avut loc. Ale varto vise kisnu muta procesul de importanta critica, oxidarea intensa a inceput odata cu cresterea luminii. Anterior, teoria afirma că fluiditatea reacției poate crește treptat odată cu creșterea concentrației. Aici există o tranziție bruscă de la întreaga amploare a reacției la un proces foarte lin, cu o ușoară schimbare a menghinului. Un alt fapt uimitor a apărut: atunci sub presiune mai puțin decât critică. fără reacție, a fost suficient să se introducă argon în vas, astfel încât paturile să devină strălucitoare. S-a dovedit că argonul gazos inert, care nu este creat înainte de reacțiile chimice zilnice, strica reacția! Acesta a fost deja un adevărat miracol.

Rezistența a fost și mai serioasă. Următoarea verificare (fără Khariton - în loc de departamentul de externe și fără Valt - a fost transferată la alt institut) a arătat corectitudinea primei publicații. Mai mult, au fost eliminate date noi, nu mai puțin „eretice”. S-a dovedit, de exemplu, că în spatele dimensiunilor curţii reacţionare se află o presiune critică.

Semenov și-a dat seama că stând în pericol de pericol. Se înțelege că reacția este a lui Lanziug, la reacția apei cu clorul. Mecanismul prote al reacției Lanzug Bodenstein-Nernst, bazat pe „principiul domino”, nu a condus niciodată (și nu a putut cauza) fenomene critice. Lucrurile au stat altfel aici. În același timp, Cyril Hinshelwood a început să lucreze direct în Anglia. În ambele laboratoare, au fost identificați compuși critici în reacțiile apei fierbinți și a altor substanțe. S-a dovedit, de exemplu, că în vasele sticloase rezistente la căldură la temperaturi de 500-600 ° C, reacția apei cu acidul nu are loc deloc până când presiunea atinge 3-4 mm Hg. Artă. Dacă presiunea a fost supraextinsă la limita inferioară, a început reacția rapidă, care este însoțită de lumină. Dar cea mai semnificativă descoperire a fost că jumătate din ea ar putea fi stinsă prin simpla mișcare a presiunii. La temperaturi sub 400 ° C, apa și apa acidă dintr-o cameră curată nu au fost protejate sub nicio presiune. Totuși, a fost suficient să adăugați gaz inert la nebunie, parcă în pat!

Toate aceste noi descoperiri au fost explicate de Semyonov (și tot de Hinshelwood) în discuția despre lantsugs, care sunt în curs de dizolvare. Dacă reacția apei cu clorul din stadiul pielii continuă dezvoltarea unei părți active, una se pierde (lancea neramificată), atunci reacția apei (și a altor reactivi) cu acid, se pierde o parte activă, două sunt create acolo sunt mai noi, de exemplu, H + O2 ® OH + O O + H2 ® OH + H OH + H2 ® H2O + H

Dacă combinăm trei reacții consecutive, eliminăm H + O2 + 2H2 ® BIN + 2H, astfel încât o parte activă să se transforme în trei. Ca urmare, numărul de centri activi crește rapid (lancile se slăbesc) și, deoarece elasticitatea lăncilor nu este suficient de mare, reacția trece rapid la modul de vibrație (cu o presiune mică, înlocuirea vibrației este evitate la dormitoare). Astfel de reacții, care apar din cauza creșterii numărului de particule active, se numesc reacții Rosgalogen-Lantzug. Dacă ne dăm seama că aceste procese sunt extrem de exoterme, iar reacțiile părții active ale pielii cu molecula vorbirii de ieșire necesită miliarde de secunde, este ușor de înțeles de ce reacțiile perturbate-Lanzug la concentrații mari de In (presiune) ale reactivilor , apar vibratii ruinoase.

Este important de menționat că avalanșa reacției oxidate-Lantzyug se va încheia în curând: o oră mai târziu, după începerea reacției, nu mai există emanații - s-ar putea ca duhoarea să se fi transformat toate în produse de reacție. Aici putem trage următoarea analogie: în spatele „mecanismului azime-Lantsyugian”, se extind diferite sensibilități, precum pielea, care, după ce a recunoscut un lucru nou, îl recunosc mai mult decât o persoană. Și chiar așa, la fel de sensibil pe cât plăcile se extind rapid și apoi se termină rapid, diferitele piramide financiare și de altă natură „necoordonate-Lantsyug” (cum ar fi faimoasa „Vladilina”, MMM, „frunze de fericire” etc.), diferite Propunerile „adăugate” pentru 100 de ruble câștigă 100 de mii și alte escrocherii care implică stadiul pielii de obținere de noi „clienți”. La prima vedere, totul pare corect, dar până la piramidă, dintr-o dată, există din ce în ce mai mulți participanți și dintr-o dată nu apare „discuții din cutie” - nimeni altcineva nu cumpără acțiuni, iar mirosul dispare rapid. Piramide financiare similare sunt deja în secolul al XIX-lea. erau în mișcare în diferite țări; în Franța se numeau „sânii de zăpadă”, la noi – o avalanșă. Mecanismul său (și descrierea matematică) poate fi deja ghicit de reacțiile chimice oxidate-Lance.

Semenov și Hinshelwood au dat o astfel de explicație a proceselor de învățare. Sub presiune scăzută, majoritatea particulelor active - atomi, radicali puternici, care nu sunt capabili să interacționeze cu moleculele bogate de reactivi și să se „multiplize”, ajung la peretele vasului de reacție și „pierd” pe ele - lăncile se desprind. Cu cât diametrul reactorului este mai mic, cu atât este mai mare șansa ca radicalii să ajungă pe pereții acestuia. Axa sondajului depinde de dimensiunea navei! Odată cu creșterea concentrației, șansele de a intra în contact cu moleculele de reactivi pentru radicali devin mai mari și sunt mai puține șanse de a ajunge la perete - are loc o avalanșă de reacții. Aceasta explică fundația limitei inferioare a menghinei. Moleculele de gaz inert, conform cuvintelor lui Semenov, „plutind la picioarele” părții active, își măresc rezistența la perete; Aceasta explică uimitoarea infuzie de argon la valoarea presiunii critice.

Când se ajunge la limita superioară a menghinei, lăncile sunt din nou bărbierite și se îndreaptă; Celălalt motiv pentru distrugerea Lantzugs este diferit aici - radicalii activi apar din rezultatul „epuizării reciproce” - recombinarea obligațiilor (viteza acestei reacții crește și mai mult odată cu creșterea presiunii). Ei bine, toate faptele experimentale au negat o explicație logică în cadrul teoriei reacției perturbate Lanzug. În 1956, N. N. Semenov și S. Hinshelwood au primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru cercetările lor.

Teoria reacțiilor corn-Lantzug este de mare importanță practică, deoarece explică comportamentul multor procese importante din punct de vedere industrial, cum ar fi cuptorul, cracarea naftei, aprinderea amestecului de combustibil din motoarele cu ardere internă. Prezența părților superioare și inferioare dintre menghină înseamnă că atunci când acidul este amestecat cu apă, metan și alte gaze inflamabile, se va umfla dincolo de relațiile lor normale. De exemplu, dacă amesteci apă în aer, aceasta se umflă când adaugi apă de la 4 la 75%, iar când amesteci metanul în aer, când adaugi metan de la 5 la 15%. De ce este atât de nesigur pentru fluxul de gaz: dacă metanul din aer este mai mare de 5%, debitul poate apărea ca urmare a unei scântei violente în sistemul chimic atunci când luminile din bucătărie sunt aprinse sau estompate.

Reacții la dizolvarea virulentă. În timpul oxidării substanțelor active, se creează peroxizi, care se dezintegrează în primul rând datorită creării de particule active - radicali liberi. Ca urmare, lancetele se slăbesc, deși nu la fel de ușor: chiar dacă peroxizii se dezintegrează din fluid, mirosul se va acumula. Astfel de procese au fost numite dizolvari virtuale.

Un exemplu tipic de reacție de de-coroziune-lanciu cu o variantă de de-coroziune este reacția de oxidare a carbohidraților. Se începe cu faptul că molecula acidă vibrează din molecula organică un atom de apă: RH + O2 ® R · + HO2 ·. Radicalul hidroperoxid, care este creat în etapa de inoculare, ca urmare a reacției HO2 + RH H2O2 + R este transformat într-un radical R cu un electron nepereche pe atomul de carbon. Deci radicalul HO2 nu ia parte la reacție. Radicalul R · are o mulțime de posibilități. În primul rând, se pot combina (recombina) cu alți radicali, inclusiv cu cei similari: R + R R R2. Alternativ, puteți adăuga un atom de apă într-o moleculă a discursului de ieșire: R + R „H RH + R”. Veți descoperi că puteți alătura molecula acidă în sub-link: R + O = O R-O-O. Prima reacție poate fi ignorată: reactivitatea celor doi radicali activi este foarte mică, deoarece concentrația sa este redusă. O altă reacție are ca rezultat schimbul de atomi cu apa. Iar axa, ca urmare a celei de-a treia reacții, este creată de radicalul peroxid RO2, care împreună cu radicalul R duce la lanzug. Von constă din două etape repetate ale reacției de oxidare Lanzug: RO2 + RH ® ROOH + R · și R · + O2 ® RO2 ·.

Se poate observa că radicalii RO2 și R conduc la Lanzug, iar în timpul reacției se formează în mod constant fragmente din duhoarea. Radicalii RO2 sunt mai puțin activi, concentrația lor este mai bogată, astfel încât banda este tăiată atunci când doi radicali de peroxid se ciocnesc. Acest produs poate conține o varietate de produse, inclusiv peroxizi ROOR (durosul este creat prin recombinarea radicalilor de peroxid), alcooli și compuși carbonilici. Deoarece lancetele sunt de lungă durată, aceste produse - produse de recombinare - vor fi rare, iar produsul principal al reacției lantsug va fi hidroperoxidul ROOH, care poate fi izolat cu randament ridicat. Legătura O-O în hidroperoxizi este foarte slabă (chiar mai slabă decât legătura C-O în alcooli). Când se rupe, se creează simultan doi radicali - RO și OH, care inițiază noi lancete. Se dovedește că produsul de reacție, hidroperoxidul, îl accelerează instantaneu. Astfel de reacții se numesc autocatalitice.

Revigorarea „celulelor energetice”. Ipoteza despre „lâncile energetice”, pe care Bodenstein a găsit-o scăzută printre alți chimiști, nu a pierdut confirmarea experimentală și a fost uitată timp de mai bine de un deceniu. Cu toate acestea, în 1963 V.I. Veddeniev, A.M. Chaykin și A.Ye. Shilov a descoperit că „dizolvarea energetică” posibilă în reacțiile de fluorizare este scăzută. Dar poate exista o reacție între fluor și apă. Această reacție în stadiul de continuare a lancei H + F2 ® HF * + F pare să aibă atât de multă energie încât molecula „fierbinte” de fluor (indicată de o stea) care este creată poate provoca desalinizarea lăncii. Acest lucru se datorează modului de transfer al excesului de energie către discursurile de ieșire; Purtătorul său de energie este o moleculă de apă. Mecanismul de reacție este următorul: F2 + H2 ® H + HF + F - stadiu complet de nucleare a lancetei F + H2 ® HF + H - două reacții

H + F2 ® HF* + F - transmisie avansată HF* + H2 ® HF + H2* - transmisie alarmă

H2* + F2 ® H + HF* + F - decaparea lancetei Rabirea lancetei se observa pe moleculele casei si pe peretii vasului. Investigarea mecanismului acestei reacții a făcut posibilă crearea unui laser chimic fluor-apă, care emite lumină (gamă de infraroșu) pentru a trezi molecula HF.

Dezintegrarea reacției lanczigiene.5

Concepte de bază și etape ale reacțiilor Lanzug.

Reacțiile Lanzug sunt transformări complexe ale reactivilor în produse. Specificul reacțiilor Lanzug ciclicitatea. Această ciclicitate se datorează modificărilor regulate ale reacțiilor care implică centrii activi. Acești centri activi pot fi atomi și radicali liberi cu reactivitate ridicată, precum și molecule de trezire.

Diferenţierea reacţiilor cu lante energetice şi materiale depinde de natura centrilor activi. În primul episod, moleculele sunt trezite fără a rupe ligamentele. Celălalt are o dezintegrare homolitică a unei molecule din formarea de particule cu electroni nepereche.

Aplicațiile reacțiilor Lanzug pot fi efectuate fără consecințe: interacțiunea apei și carbohidraților cu clorul și bromul, descompunerea termică a ozonului, cracarea carbohidraților, reacții de polimerizare și policondensare, reacții nucleare.

Oricum ar fi, reacția lui Lanzug este în trei etape. În prima etapă se stabilesc apoi centrii activi de ieșire. Se observă nașterea lui Lanzug. Acești centri activi interacționează cu molecule stabile formate din una sau mai multe particule active. Această etapă se numește stadiul de dezvoltare sau continuare a Lancugului. S-a descoperit că două particule active se pot recombina într-o moleculă stabilă și, ca rezultat, lancea este tăiată, astfel încât această etapă este etapa smulgerii lancei.

Primul stagiu - cea mai consumatoare de energie și, de regulă, este inițiată de un cuantum de lumină, participarea unui fotosensibilizator sau compuși instabili, cum ar fi peroxizii și compușii de azot, precum și vaporii de metale ușoare (sodiu, mercur etc.) cu gânduri anorganice.

Etapa de dezvoltare a Lanzug poate include reacții de continuare și dezvoltarea Lanzug. Energiile de activare ale acestor etape elementare sunt mici, deci curg cu lichide semnificative. Aceste reacții se datorează:

1. Interacțiunea unui atom al unui radical puternic cu o moleculă a unui reactiv cu crearea de noi radicali liberi;

2. Interacțiunea unui atom sau a unui radical liber cu o moleculă a unui reactiv cu formarea unui nou radical și a unui produs de reacție;

3. izomerizarea monomoleculară a radicalului;

4. dezintegrarea monomoleculară a unui radical liber cu crearea unui nou radical și produs;

5. Interacțiunea radicalilor liberi cu crearea unui nou radical și produs.

Pe măsură ce apar etapele de dezvoltare a Lancjug-ului, apar reacții în care un număr de centri activi cresc, apoi vorbim despre relaxarea Lancsug-ului.

І odihnă, stadiul forfei Lanzug , Acestea sunt etapele elementare care duc la o creștere a valenței. Tăierea Lanzug poate fi omogenă (cu participarea unei părți inerte) sau eterogenă (interacțiunea radicalilor cu peretele reactorului). Trebuie amintit că recombinarea radicalilor fără participarea celei de-a treia părți este imposibilă, deoarece se creează o moleculă care este supusă trezirii și „selectării” necesare a energiei agresive pentru a stabiliza molecula, prevenită prin recombinarea radicalilor.

Procesul de tăiere a lantsug-ului în volum se desfășoară sub presiune mare, iar fluiditatea tăierii are ca rezultat o ordine diferită de concentrare a centrilor activi. În acest caz, vipadka se numește lantsyuga ras pătratică.

Într-un caz agresiv, o reacție lanzjugiană poate fi dată sub forma unui model ofensiv:

reactant+αX → produs+β Y

X și Y - Centre active.

α și β sunt numere întregi mai mari sau egale cu 0.

Pe baza acestei diagrame, etapele pot fi reprezentate după cum urmează:

α=0, β≠0 – originea Lanzugului.

α=β – prelungirea Lanzugului.

α<β – разветвление цепи.

α≠0, β=0 – bărbierit Lanzug.

Reacție lanczigiană netulburată.

Reacțiile Lacug nedistructive sunt reacții care includ etapele de inițiere, continuare și terminare Lacug.

Teoria acestor reacții este fragmentată de școala Bodenstein. Un exemplu tipic, clasic al acestei reacții este sinteza HCl з H 2 і З l 2 când este lumină.

Reacțiile lanczigiene nederanjante sunt caracterizate de conceptele de Lanczug și Dovzhina Lanczug. Stiulețul Lancug este responsabil pentru reacția care are loc cu participarea radicalului care este creat în stadiul de nucleare a Lancug. Lanka Lanzug - totalitatea etapelor finale ale reacției, continuarea Lanzug cu regenerarea centrului activ, care a luat deja reacția.

De exemplu, în reacția radicală de clorurare a unui alcan:

Reacția lui Lanzug include 2 reacții elementare:

Suma acestor reacții elementare duce la o reacție moleculară. Numărul de straturi suplimentare care cad pe centrul activ mijlociu al pielii, care se stabilește în reacția de origine a Lancug, este dovzhina mijlocie a Lancug. Deci, pentru reacția de inducție:

Există două abordări posibile ale cineticii fenomenologice (formale) a reacțiilor lanzugiane. Prima se bazează pe cele mai mari ecuații diferențiale și algebrice, derivate din legea masei și mecanismul acestei reacții Lanzug. Pentru reacțiile Lanczug neperturbate se utilizează metoda Bodenstein a concentrațiilor staționare. O altă abordare se bazează pe natura omogenă a proceselor chimice inflamate și reacțiile lanzugiane ale zocremului.

Indiferent dacă partea care a fost creată ca urmare a actului nașterii Lanzug-ului este activă, va intra într-un ciclu de reacții de continuare a Lanzugului - nașterea Lanzug-ului. În acest caz, moleculele reactivului sunt transformate în molecule ale produsului și iese ciclul din care particulele par a fi neschimbate și au atins o nouă etapă. În viitor, fie vei lua soarta pasului următor, fie vei părăsi ciclul prin recombinare. Semnificația recombinării rămâne totuși aceeași. acolo era. Astfel, în procesul de tăiere a Lancsug - acestea sunt procese stocastice și pot fi caracterizate printr-un parametru staționar - Imaginativitatea tunderii Lanzugβ. Dacă fragmentele la stadiul cutanat apar fie la nivelul Lancugului, fie la stadiul de continuare, este evident că emovirnost prelungirea Lanzug α=1-β.

Din aceasta, dovzhina de mijloc din Lanzug poate fi numărată:

de r r - Viteza de creștere a Lanzugului.

r f - Strălucirea părului Lanzug.

Evident, pentru β<<1 , tobto. pe marea zestre a Lanzugului:

Pentru reacțiile Lanczug, depinde în mare măsură de concentrația și puritatea reactivilor, intensitatea luminii, temperatură, materialul rectorului și dimensiunea.

Staționaritatea mentală în reacțiile Lancsug netulburate este egală cu fluiditatea inițierii și întreruperii Lancsug-urilor:

r 0 = r f

Viteza de reacție se exprimă astfel:

Pentru a schimba rapid concentrația de centri activi, puteți nota ecuația (cu tăierea liniară a lancetei, apoi cu un menghin scăzut):

de g - Pitoma shvidkіst shaving lantsug.

La n=0, t=0і r 0 = const, g = const omis:

Persistența fluidității reacției poate fi văzută acum:

de l- Fluiditatea reacţiei se datorează continuării Lanzugului.

Din restul geloziei se vede clar ce , apoi. modul staționar este instalat.

Teoria obrivu-ului Lanczygian a fost disecat de N.M. Semenov .

Distingeți între regiunile de difuzie și cinetice ale reacției Lantzug. Într-o dilatare cinetică, viteza de forfecare este determinată de viteza de adsorbție a particulelor pe stație. Această fluiditate este proporțională și se află din cauza probabilității acumulării de radicali puternici ( ). Constanta de lichiditate a forfecării unui lancug pentru un vas cilindric este asigurată conform următoarelor:

de D - coeficientul de difuzie,

d - diametrul reactorului,

Viteza medie (aritmetică).

Odată ce am sfărâmat mințile minții prin difuzie, atunci

În galusa cinetică:

Dezintegrarea reacției lanczigiene.

Reacțiile lui Lanzug, care includ etapele de gestație, desfășurarea și tăierea lui Lanzug, sunt numite desfășurare. Acest proces este oxidarea fosforului alb și a fosfinei, a apei și a oxidului de carbon ( IV).

Teoria acestor reacții a fost extinsă de N.N. Semenov și Hinshelwood. S-a arătat că la descrierea dezvoltării acestor reacții, sistemul de clasamente cinetice a centrilor activi poate fi redus la o clasare a centrelor active de același tip.

Nivelul diferențial întărește membrul, crescând fluiditatea iluminării centrilor activi.

După integrare, următoarele pot fi eliminate:

de gn - Distrugerea rapidă a centrelor active.

fn - Netezimea formării centrilor activi.

Prin analogie cu reacțiile neperturbate Lanzug, se poate obține o formulă pentru fluiditate:

de l- Fluiditatea reacţiei se datorează continuării Lanzugului.

Analiza acestor niveluri arată:

a) t = 0

tobto. la momentul cob n și r se află liniar în t.

ta .

tobto. În timp, se stabilește modul staționar.

2. tobto.

tobto. După o oră, când fluiditatea creării centrilor activi depășește fluiditatea distrugerii acestora, fluiditatea procesului crește exponențial și la finalizarea perioadei de inducție se va încheia cu o umflare a procesului la o temperatură constantă. În acest caz, studiul se bazează pe creșterea spontană a reacției fluidului prin proliferarea centrilor activi.

3. f = g

Apoi, pentru viteză, după ce am dezvăluit nesemnificația din spatele domniei lui L'Hopital, pot vedea:

tobto. reacția se desfășoară fără ardere, adesea cu lichiditate extrem de scăzută.

Egalizare diferențială

pentru reacții specifice se poate calcula, după cum arată N.M. Semenov, metoda concentrațiilor staționare parțiale. p align="justify"> Metoda concentrațiilor staționare pentru reacțiile Lanczug nu stagnează, deoarece concentrația unuia dintre centrii activi crește constant în timpul procesului. Astfel, cu apa oxidată, pot fi luate în considerare următoarele mecanisme:

Ale

tobto. la o rată dată de schimbare a apei atomice, este necesar să se mențină un echilibru diferențial.

Analiza nivelurilor cinetice face posibilă clarificarea fenomenelor surprinzătoare în oxidarea fosforului și a apei. S-a descoperit experimental că atunci când este oxidată, activitatea este mai puțin susceptibilă la presiune. Acest lucru poate fi prezentat grafic.

În zona cu coordonatele punctului A, reacția nu se aprinde. Pentru a vă asigura că totul s-a diminuat, puteți crește temperatura la T 1 și apoi schimba presiunea la P 1. Pentru aceste reacții, atenție la fluiditatea crescută a reacției atunci când se modifică numărul de particule pe unitate, pentru a respecta legea masei care funcționează.

Acest model este explicat după cum urmează. Cu o presiune mică, randamentul particulelor mari crește și probabilitatea de rupere a lăncii de pe pereții reactorului crește. reacția se transformă într-un mod staționar:

la .

Atunci când zona este strânsă, aprinderea are prioritate asupra urnei, atunci.

Viteza procesului devine exponențială. Odată cu o creștere suplimentară a presiunii, crește posibilitatea de forfecare pătratică a Lantzug-urilor, iar sistemul trece din nou în modul staționar.

Capul reacției Lanzug decontaminate este reacția sub uraniu:

Ca rezultat al reacției, se vede energie și sub formă de căldură este transferată în partea de mijloc, iar în reacția pielii, uraniul este creat în mijloc 2,5 neutroni, care „se înmulțesc” în progresie geometrică și duc la o avalanșă. Există o creștere semnificativă a numărului de atomi care pot fi divizați și până la vibrație.

Acest fapt este semnificativ. Ne-am uitat la fund, dacă limitele sumishi-ului ocupat H 2 + O 2 nu se află în r 0 . Acest rezultat este legat de faptul că reacțiile de degazare și tăiere a lantsug-urilor sunt considerate ca fiind liniare datorită concentrației de centri activi, iar cele pătratice nu sunt observate.

Cu toate acestea, experimentul arată că fluiditatea crescută a formării lantsug-urilor duce la o extindere semnificativă a zonei de furie ocupată și dislocare accelerată. Al cui aspect este respectat, la ce trebuie să te ferești? mai pozitiv Interacțiunea Lantzugs.

Pentru viteza de schimbare a concentrației cu o interacțiune pozitivă între Lancsugs, ecuația diferențială arată astfel:

de cn 2 - Flexibilitatea decuplării pătratice a Lantzugilor.

În principiu, tipurile de reacții lanczigiene de-aliniate sunt împărțite în reacții cu reacții de-aliniate. Pentru ei, nu este teamă de a trece la modul de auto-împrumut și vibuhu.

Să aruncăm o privire la oxidarea carbohidraților. În timpul oxidării la temperatură joasă, hidroperoxidul este creat într-una dintre etapele continuării Lanzug:

Puteți deveni membru al radicalilor liberi:

Ce ar trebui să facem înainte să apară noi lanzugieni?

Dacă etapa de transformare a reactivilor este mică și poate fi atinsă prin pierderea produselor intermediare, atunci cinetica acestor reacții poate fi descrisă de sistem: