PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

1. Gốc tự do  Gốc tự do là nguyên tử hay nhóm nguyên tử có

electron không ghép đôi → rất hoạt động.

•-

Ví dụ: H•, Br•,OH•,CH3 •,O2 (gốc tự do có thể mang điện tích âm hoặc dương)

• là các gốc rất hoạt động

250 – 300 oC

 Hoạt tính của gốc tự do phụ thuộc vào cấu trúc: - H•, Br•,OH•,CH3 - (C6H5)3C • kém hoạt động hơn Tạo gốc tự do: - Sử dụng nhiệt, vd: Cl2 → 2Cl• - Sử dụng ánh sáng, vd: H2O2 → 2OH• - Sử dụng chất khơi mào, sử dụng các peroxit

ánh sáng 248 nm

2. Phản ứng dây chuyền (Chain reaction)  Là phản ứng hóa học phức tạp, trong đó chất trung gian (gốc tự do) tham gia một cách tuần hoàn trong quá trình phản ứng.

Ví dụ: Cl2 + CH4

to Cl2 →

Cl• là chất trung gian, tham gia tuần hoàn trong phản ứng

3. Các giai đoạn trong phản ứng dây chuyền

Các giai đoạn trong phản ứng dây chuyền:

B1: khơi mào (Initiation) tạo gốc tự do to Cl2 → 2Cl•

B2: phát triển mạch (propagation) gốc tự do phản ứng sinh ra gốc mới

•

Cl• + CH4 → HCl + CH3

B3: ngắt mạch (termination) làm mất gốc tự do

Cl• + Cl• → Cl2 Cl• + CH3

• → CH3Cl Ngoài ra còn có B4: Ức chế (retardation) làm mất hoạt tính gốc tự do

3. Các giai đoạn trong phản ứng dây chuyền

Trong giai đoạn phát triển mạch, một số phản ứng tạo 2 gốc tự do → phản ứng dây chuyền phân nhánh.

Vd: Phát triển mạch của H2 + O2 H • + O2 → OH • + O• + H2

+ H2

OH• + H•

H2O + H•

4. Tìm quy luật phản ứng dây chuyền

Hãy nêu các giai đoạn trong phản ứng H2 + Br2 1. Khơi mào………………….. 2. Phát triển mạch……… 3. Ngắt mạch……… 4. Ức chế…………..

Hãy xác định phương trình tốc độ của phản ứng này sử dụng nguyên lý nồng độ ổn định đối với H và Br.

4. Tìm quy luật phản ứng dây chuyền Sử dụng các phương pháp gần đúng để xác định quy luật - - Quy luật: sự phụ thuộc tốc độ vào nồng độ các hợp chất bền

k1

1. Khơi mào: Br2 + M (hv) → 2Br•

(1)

k2

(2)

k3 (3)

k-2

(4)

k-1

k-3 (5)

2. Phát triển mạch: Br• + H2 → HBr + H• H• + Br2 → HBr + Br• 3. Ức chế: HBr + H• → Br• + H2 HBr + Br• → H• + Br2 4. Ngắt mạch: Br• + Br• + M → Br2 + M

(6)

Tốc độ phản ứng = tốc độ hình thành HBr

(pt.1)

4. Tìm quy luật phản ứng dây chuyền

(pt.2)

(pt.3)

(pt.4) (pt.2) + (pt.3)

(pt.2)

Phản ứng (5) rất chậm so với phản ứng (2)

Thay [H], [Br] vào phương trình tốc độ:

(pt.5)