Brīvo radikāļu reakciju universāli

Ķīmisko saišu sadalīšanās rada brīvos radikāļus. Brīvo radikāļu izraisītās reakcijas sauc par brīvo radikāļu reakcijām vai brīvo radikāļu tipa ķēdes reakcijām. Radikālās reakcijas parasti iziet trīs posmos: ķēdes uzsākšana, ķēdes izplatīšanās vai ķēdes veidošanās un ķēdes pārtraukšana. Ķēdes uzsākšanas posms ir brīvo radikāļu ražošanas stadija. Tā kā saites homolīzei ir nepieciešama enerģija, ķēdes sākuma fāzei ir nepieciešams siltums vai gaisma.
Daži savienojumi ir ļoti aktīvi un viegli rada aktīvo daļiņu brīvos radikāļus, ko sauc par iniciatoriem. Brīvos radikāļus dažkārt var radīt viena elektrona pārneses REDOX reakcijas. Ķēdes pārneses stadija ir transformācijas stadija no viena brīvā radikāļa uz otru brīvo radikāli, līdzīgi kā stafetē, brīvie radikāļi tiek nepārtraukti nodoti tālāk, kā ķēde pa vienam, tāpēc to sauc par ķēdes reakciju. Ķēdes pārtraukšanas stadija ir brīvo radikāļu izzušanas stadija. Brīvie radikāļi savienojas pārī, veidojot saites. Visi brīvie radikāļi ir pazuduši, un brīvo radikāļu reakcija apstājas.
Brīvo radikāļu reakcijai nav raksturīga acīmredzama šķīdinātāja iedarbība, skābei, bāzei un citiem katalizatoriem nav acīmredzamas ietekmes uz reakciju, ja reakcijas sistēmā ir skābeklis (vai ir daži piemaisījumi, kas var aizturēt brīvos radikāļus), reakcija bieži vien ir indukcijas periods.
Termiskā plaisāšanas reakcija
Ja nav skābekļa, oglekļa-oglekļa saite pārtrūkst alkānos augstā temperatūrā (apmēram 800 ° C), un lieli molekulāri savienojumi tiek pārveidoti par maziem, reakcija, ko sauc par pirolīzi. Pēc naftas pārstrādes papildus benzīnam ir parafīns ar salīdzinoši lielu molekulmasu, piemēram, petroleja un dīzeļdegviela; Termiskās krekinga reakcijas rezultātā to var pārveidot mazmolekulāros savienojumos, piemēram, benzīnā, metānā, etānā, etilēnā un propilēnā. Process ir ļoti sarežģīts, un arī produkti ir sarežģīti. Var pārraut gan oglekļa-oglekļa saites, gan oglekļa-ūdeņraža saites, un pārrāvums var notikt molekulas vidū vai vienā molekulas pusē. Jo lielāka ir molekula, jo vieglāk tā saplīst, un molekula pēc karstās krekinga var tikt atkārtoti karsta. Karstās krekinga reakcijas reakcijas mehānisms ir brīvo radikāļu reakcija siltuma iedarbībā, un izmantotā izejviela ir maisījums.
Brīvie radikāļi, kas rodas pēc termiskās krekinga, var saistīties viens ar otru. Termiskās krekinga radītos brīvos radikāļus var arī sadalīt caur CH saitēm, veidojot alkēnus.
Kopējais rezultāts ir lielu alkānu molekulu termiskā plaisāšana mazākos alkānos un alkēnos. Šo reakciju ir grūti veikt laboratorijā, bet ļoti svarīga rūpniecībā. Rūpnieciskajā karstajā krekingā parafīnu sajauc ar ūdens tvaiku caurulē caur sildīšanas ierīci aptuveni 800 grādu temperatūrā un pēc tam atdzesē līdz 300–400 grādiem, kas tiek pabeigta mazāk nekā vienā sekundē, un pēc tam karstos krekinga produktus atdala ar sasaldēšanas metode. Ar šo reakciju var iegūt tādas izejvielas kā plastmasu, gumiju un šķiedras.
Piemēram, termiskā krekinga reakcija ar katalizatoru var samazināt temperatūru, bet reakcijas mehānisms nav brīvo radikāļu reakcija, bet gan jonu reakcija.
Oksidācijas reakcija un sadegšana
Dzīvē mēs bieži sastopamies ar šo parādību, cilvēkiem vecumā rodas grumbas, gumijas izstrādājumi pēc ilgāka laika kļūst cieti un lipīgi, plastmasas izstrādājumi pēc ilgāka laika kļūst cieti un viegli plaisāt, un pārtikas eļļa pēc ilgāka laika sabojājas. Šīs parādības sauc par novecošanos. Novecošanās process ir ļoti lēns, un novecošanās iemesls ir tas, ka gaisā esošais skābeklis iekļūst dažādās molekulās ar aktīvo ūdeņradi un notiek autoksidātisms, un tad notiek citas reakcijas.
Visus alkānus var sadedzināt, un, pilnībā sadedzinot, reaģenti tiek pilnībā iznīcināti, veidojot oglekļa dioksīdu un ūdeni, kā arī izdalot daudz siltuma.
Degšanas laikā liesma ir gaiši zila, nevis spoža.