Цепные реакции. Отдельные стадии цепных реакций. Неразветвленные и разветвленные цепные реакции. Фотохимические реакции. Закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна. Квантовый выход реакции.

Цепные реакции – это последовательные реакции, в которых продукт одной стадии является исходным веществом для второй стадии.

 А           В             С

Цепные реакции бывают :

1.     разветвленные

2.     неразветвленные

Теорию цепных реакций разработал Семенов.

Неразветвленные реакции – из 1ой затраченной активной частицы образуется одна новая активная частица. Поэтому новая частица может дать только одну реакцию. Примером неразветвленной реакции может служить радикальное галогенирование.

Разветвленные  цепные реакции – из 1ой затраченной активной частицы образуется 2 и более активные частицы, каждая из которых на 1ой стадии далее дает свою цепь (рост цепи от каждой); реакция нарастает лавиноносно и может носить характер взрыва.

                              А

               А            А

 А

                             А

От цепного взрыва следует отличать тепловой взрыв – если  увеличивается большое количество теплоты и его не отводить, предотвращают тем, что отводят тепло в окружающую среду.

По цепному механизму происходят многие реакции в органической химии: реакция галогенирования УФ.

Фотохимические реакции – под действием УФ, видимого, ИК света:

1.     Фотосинтез:

СО2 + Н2О   УФ      С6Н12О6  +  О2

2.     Фотографический процесс:

    2AgI      УФ                     2Ag + I2            

3.     Хлорирование метана:

СН4  + Cl2    УФ                CH3 Cl

4.     Взаимодействие водорода и хлора:

Н2  + Cl2                      УФ 2НСl

Эйнштейн открыл закон фотохимической эквивалентности:

Число частиц подвергшихся первичному фотохимическому превращению равно числу поглощенных квантов света.

Вслед за первыми (световыми реакциями) далее идут вторые (темновые реакции).

Фотохимическое превращение вызывает свет определенной длины волны, т.е. тот свет, который веществом поглощается – Закон Гроттуса.

  Квантовый выход реакции – отношение числа частиц, подвергшихся фотохимическим превращениям к числу поглощенных квантов света. Для разных фотохимических реакций квантовый выход имеет количественное значение, например,

СН4  + Cl2    УФ                        CH3 Cl,         n=104