Serbest Radikal Reaksiyonların Evrenselleri

Kimyasal bağların bölünmesi serbest radikallerin oluşmasına neden olur. Serbest radikallerin tetiklediği reaksiyonlara serbest radikal reaksiyonları veya serbest radikal tipi zincir reaksiyonlar denir. Radikal reaksiyonlar genellikle üç aşamadan geçer: zincirin başlatılması, zincirin yayılması veya zincir oluşumu ve zincirin sonlandırılması. Zincir başlama aşaması serbest radikallerin üretilme aşamasıdır. Bağın homolizi enerji gerektirdiğinden zincirin başlama aşaması ısı veya ışık gerektirir.
Bazı bileşikler çok aktiftir ve başlatıcı olarak adlandırılan aktif parçacık serbest radikallerini kolaylıkla üretirler. Serbest radikaller bazen tek elektron transferinin REDOX reaksiyonları ile üretilebilir. Zincir transfer aşaması, bir serbest radikalden diğerine geçiş aşamasıdır, bayrak yarışı gibi, serbest radikaller birer birer zincir gibi sürekli olarak aktarılır, dolayısıyla buna zincirleme reaksiyon denir. Zincir sonlanma aşaması serbest radikallerin ortadan kaybolma aşamasıdır. Serbest radikaller bir araya gelerek bağ oluşturur. Serbest radikallerin tamamı yok olur ve serbest radikal reaksiyonu durur.
Serbest radikal reaksiyonu, belirgin bir solvent etkisi ile karakterize edilmez; asit, baz ve diğer katalizörlerin reaksiyon üzerinde belirgin bir etkisi yoktur; reaksiyon sisteminde oksijen olduğunda (veya serbest radikalleri yakalayabilen bazı safsızlıklar mevcut olduğunda), reaksiyon genellikle bir indüksiyon dönemi.
Termal çatlama reaksiyonu
Oksijen yokluğunda, yüksek sıcaklıklarda (yaklaşık 800 derece C) alkanlardaki karbon-karbon bağı kırılır ve büyük moleküler bileşikler, piroliz adı verilen reaksiyonla küçük bileşiklere dönüştürülür. Petrolün işlenmesinden sonra benzinin yanı sıra, gazyağı ve dizel gibi nispeten büyük moleküler ağırlığa sahip parafinler de bulunur; Termal kraking reaksiyonu yoluyla benzin, metan, etan, etilen ve propilen gibi küçük moleküllü bileşiklere dönüştürülebilir. Süreç çok karmaşık ve ürünler de karmaşık. Hem karbon-karbon bağları hem de karbon-hidrojen bağları kırılabilir ve kopma molekülün ortasında veya molekülün bir tarafında meydana gelebilir. Molekül ne kadar büyük olursa kırılması o kadar kolay olur ve sıcak çatlamadan sonra molekül tekrar sıcak kırılabilir. Sıcak çatlama reaksiyonunun reaksiyon mekanizması, ısı etkisi altında serbest radikal reaksiyonudur ve kullanılan hammadde bir karışımdır.
Termal parçalama sonrasında üretilen serbest radikaller birbirine bağlanabilir. Termal parçalamayla üretilen serbest radikaller, alkenler üretmek için CH bağları yoluyla da kırılabilir.
Genel sonuç, büyük alkan moleküllerinin daha küçük alkanlara ve alkenlere termal olarak parçalanmasıdır. Bu reaksiyonun laboratuvarda gerçekleştirilmesi zordur ancak endüstride çok önemlidir. Endüstriyel sıcak parçalamada parafin, yaklaşık 800 derecelik bir ısıtma cihazı vasıtasıyla bir tüp içinde su buharı ile karıştırılır ve daha sonra 300 ~ 400 dereceye kadar soğutulur, bu bir saniyeden daha kısa bir sürede tamamlanır ve daha sonra sıcak kırma ürünleri ayrıştırılır. dondurma yöntemi. Bu reaksiyonla plastik, kauçuk ve elyaf gibi hammaddeler elde edilebilmektedir.
Örneğin bir katalizör ile termal parçalama reaksiyonu sıcaklığı düşürebilir ancak reaksiyon mekanizması serbest radikal reaksiyonu değil iyonik bir reaksiyondur.
Oksidasyon reaksiyonu ve yanma
Hayatta bu olayla sık sık karşılaşırız, insanlar yaşlandıkça kırışır, kauçuk ürünler uzun süre sonra sertleşir ve yapışkan hale gelir, plastik ürünler uzun süre sonra sertleşir ve kolayca çatlar, yemeklik yağlar ise uzun süre sonra bozulur. Bu olaylara yaşlanma denir. Yaşlanma süreci çok yavaştır ve yaşlanmanın nedeni havadaki oksijenin aktif hidrojen ile birlikte çeşitli moleküllere girerek otooksidatizm meydana getirmesi ve ardından diğer reaksiyonların meydana gelmesidir.
Tüm alkanlar yakılabilir ve tamamen yakıldığında reaktanlar tamamen yok edilir, karbondioksit ve su oluşur ve çok fazla ısı açığa çıkar.
Yanarken alev parlak değil açık mavidir.