Обратимые (двусторонние) реакции

Обратимые состоят из прямой и обратной реакций, протекающих с разными скоростями.

Для реакций первого порядка они имеют вид:

где и   - константы скоростей соответственно прямой и обратной элементарных реакций. Понятие обратимые реакции в кинетике и термодинамике отличаются. В термодинамике в обратимой реакции скорости прямой обратной реакций должны быть равны. Кинетически обратимые – это реакции, протекающие в прямом и обратном направлениях с соизмеримыми, но разными скоростями, в связи с чем в химической кинетике вместо обратимые часто применяют термин двухсторонние реакции. Скорость обратимой реакции w равна разности скоростей прямой   и обратной     элементарных реакций:

 -

где С ₁ и С ₂ - концентрации соответственно веществ А и В в текущий момент времени τ.

Кинетические кривые для обратимых реакций первого порядка приведены на рис.:

Рис. Зависимость концентрации реагента и продукта от времени для обратимой реакции первого порядка при k >1

Сопряженные реакции

Сопряженные реакции являются частным случаем таких параллельных реакций

А + В → М (I)

А + С → N (II),

в которых только одно вещество является общим для одновременно идущих реакций.

Характерной особенностью сопряженных реакций является то, что одна из реакций (например I) идет лишь тогда, когда одновременно с ней протекает другая реакция (например II), т.е. вторая реакция вызывает (индуцирует) протекание первой. Вещество А общее для обеих реакций носит название актор, В – индуктор, вещество С, взаимодействующее с А только при наличии 1-й реакции – акцептор.

Цепные реакции

Цепными процессами называются процессы, в которых превращение исходных веществ в продукты реакции осуществляются путём регулярного чередования нескольких реакций с участием свободных радикалов.

В каждом элементарном акте такого процесса участвует свободный радикал. В результате взаимодействия радикала с молекулой одного из реагирующих веществ появляется новый радикал.

Свободным радикалом называется нестойкая частица, образующиеся из молекулы в результате разрыва одной или нескольких связи. В частности, радикалом может быть атом. Характерной особенностью радикалов является наличие неспаренных электронов, что обусловливает их высокую активность.

Примером цепной реакции может служить взаимодействие брома с водором:

Br₂ + H₂ → 2НBr

Можно выделить три стадии цепного процесса: