Тізбекті реакциялардың барлығы үш сатыдан тұрады:

1. Тізбек туу сатысы, мысалы:

а) Cl₂+h2Cl^ (сәулелену әсерінен)

б) C₂H₆ 2CH₃ (термиялық ыдырау)

в) CH₄+O₂ CH₃^ +HO^₂ (бимолекулалы соқтығысу)

г) қосымша ендірілген инициаторлардың (ынталандырғыштар) мысалы, пероксидтер RCOOCR^2RCO, азоқосылыстар R^-C-N N^-C- R^ 2RC^+N т.б. әсерінен

2. Тізбек жалғасу сатысы:

Cl^ +Н₂НCl+Н^

Н^+Cl₂  НCl+ Cl^ т.с.с.

Бұл сатыда тізбек буындарының кезектесіп қайталануы себебінен реакция өнімі түзіле бастайды.

3. Тізбек үзілуі. Тізбек үзілуі екі типке бөлінеді:

а) сызықты: Cl^ + ыдыс қабырғасы  Cl_(адс). Бұл кезде жылдамдық , демек n=1.

Тізбектің сызықты үзілу жылдамдығы радикалдардың ыдыс қабырғасына қарай диффузиялану жылдамдығына және олардың (радикалдар) ыдыс немесе реактор қабырғасына адсорбциялану жылдамдығына тәуелді.

б) квадратты үзілу: мысалы, Cl^ +Cl^ Cl₂, және n=2.

Бірнеше рет қайталанып тізбекті процесс тудыратын сатыны тізбектің буыны деп атайды: Cl^ +Н₂ және Н^ +Cl₂ ; т.с.с.

Тізбектің тууынан үзілуіне дейінгі буындардың саны тізбектің ұзындығы деп аталады.

Егер реакцияның қарапайым актсында бір радикалдан бір ғана радикал түзілетін болса, онда сызықты тізбекті реакция болады.

Бір радикалдан бірнеше радикал түзілетін болса тармақталған тізбекті реакция болады.

Сызықты тізбекті реакцияның кинетикасы

Сызықты тізбекті реакциялардың кинетикасын зерттеуде стационарлық концентрация әдісі (СКӘ) жиі қолданылады. Мұны фосген СОCl₂ түзілу реакциясының мысалында мына реакция бойынша қарастыруға болады: СО+Cl₂СОCl₂; реакцияның теңдеуіне байланысты оның реттілігі СО бойынша да және Cl₂ бойынша да 1-ге тең болуы керек, бірақ практикада n_CO =1, ал екені белгілі болады.

Осы реакцияның мүмкін болатын сатыларын жазайық:

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

Реакцияның жалпы жылдамдығы ( ) үшінші сатының жылдамдығымен анықталады, себебі К₃-тің мәні жылдамдық константаларының бәрінен өте кіші, (K₃<<K₁,K₂,K₄,K₅), сондықтан үшінші саты реакцияны тежеуші (шектеуші, лимиттеуші) саты, яғни . СКӘ әдісін қолдану үшін радикалдардың концентрацияларының уақытқа байланысты өзгерістерін реакцияның сатылары бойынша жазайық:

(1)

(2)

(1) және (2) - теңдеулерді қоссақ, одан

(3)

Енді (2) және (3) - теңдеулерден СОCl – дың концентрациясын табады:

(4)

Реакцияның жалпы жылдамдығын табуға арналған теңдеуге жоғарыда келтірілген [COCl^ ]-дың мәнін қойып келесі теңдеуді аламыз:

(5)

демек, реакцияның реттілігі СО бойынша 1-ге, Cl₂, бойынша 3/2-ке тең; мұнда К - барлық константалардың қосындысы, яғни .

Сөйтіп, фосген молекуласының түзілу реакциясының мысалында сызықты тізбекті реакциялардың кинетикасын талдап зерттеудің мүмкіндігін көреміз.

Лекция 6

Тармақталған тізбекті реакцияның кинетикасы

Тармақталған тізбекті реакцияларды қарастыру - химиялық кинетиканың ең күрделі бөлімі. Тармақталған тізбекті реакцияны зерттеуде орыс оқымыстысы Н.Н. Семеновтың және оның мектебінің еңбектері зор. Өте қарапайым тармақталған тізбекті реакцияның кинетикасын мынадай шарттар орындалған жағдайда қарастыру керек:

а) бастапқы заттың концентрациясы тұрақты, сондықтан тізбектің пайда болу сатысындағы радикалдардың концентрациясы да тұрақты болады;