Uniwersalia reakcji wolnorodnikowych

Rozszczepienie wiązań chemicznych powoduje powstawanie wolnych rodników. Reakcje wywołane przez wolne rodniki nazywane są reakcjami wolnorodnikowymi lub reakcjami łańcuchowymi typu wolnorodnikowego. Reakcje radykalne zazwyczaj przechodzą przez trzy etapy: inicjację łańcucha, propagację łańcucha lub tworzenie łańcucha i zakończenie łańcucha. Etap inicjacji łańcucha to etap wytwarzania wolnych rodników. Ponieważ homoliza wiązania wymaga energii, faza inicjacji łańcucha wymaga ciepła lub światła.
Niektóre związki są bardzo aktywne i łatwo wytwarzają wolne rodniki w postaci cząstek aktywnych, zwane inicjatorami. Wolne rodniki mogą czasami powstawać w wyniku reakcji REDOX polegających na przeniesieniu pojedynczego elektronu. Etap przeniesienia łańcucha to etap transformacji jednego wolnego rodnika w drugi, podobnie jak w sztafecie, wolne rodniki są stale przekazywane, jak łańcuch jeden po drugim, dlatego nazywa się to reakcją łańcuchową. Etap zakończenia łańcucha to etap zanikania wolnych rodników. Wolne rodniki łączą się ze sobą, tworząc wiązania. Wszystkie wolne rodniki znikają, a reakcja wolnych rodników ustaje.
Reakcja wolnorodnikowa nie charakteryzuje się wyraźnym działaniem rozpuszczalnika, kwasy, zasady i inne katalizatory nie mają oczywistego wpływu na reakcję, gdy w układzie reakcyjnym znajduje się tlen (lub istnieją pewne zanieczyszczenia, które mogą wychwytywać wolne rodniki), reakcja często przebiega okres indukcyjny.
Reakcja krakingu termicznego
Pod nieobecność tlenu wiązanie węgiel-węgiel w alkanach w wysokich temperaturach (około 800 stopni C) rozrywa się, a związki wielkocząsteczkowe przekształcają się w małe, co nazywa się reakcją pirolizy. Po przetworzeniu ropy naftowej, oprócz benzyny, powstają parafiny o stosunkowo dużej masie cząsteczkowej, takie jak nafta i olej napędowy; W wyniku reakcji krakingu termicznego można go przekształcić w związki drobnocząsteczkowe, takie jak benzyna, metan, etan, etylen i propylen. Proces jest bardzo skomplikowany, a produkty również złożone. Zarówno wiązania węgiel-węgiel, jak i wiązania węgiel-wodór mogą zostać zerwane, a pęknięcie może nastąpić w środku cząsteczki lub po jednej stronie cząsteczki. Im większa cząsteczka, tym łatwiej ją rozbić, a cząsteczkę po krakingu na gorąco można również ponownie popękać na gorąco. Mechanizm reakcji reakcji krakingu na gorąco to reakcja wolnorodnikowa pod wpływem ciepła, a stosowanym surowcem jest mieszanina.
Wolne rodniki powstałe w wyniku krakingu termicznego mogą się ze sobą wiązać. Wolne rodniki powstające w wyniku krakingu termicznego można również rozbić poprzez wiązania CH, tworząc alkeny.
Ogólnym rezultatem jest kraking termiczny dużych cząsteczek alkanów na mniejsze alkany i alkeny. Reakcja ta jest trudna do przeprowadzenia w laboratorium, ale bardzo ważna w przemyśle. W przemysłowym krakingu na gorąco parafinę miesza się z parą wodną w rurze za pomocą urządzenia grzewczego o temperaturze około 800 stopni, a następnie schładza do 300 ~ 400 stopni, co trwa mniej niż jedną sekundę, a następnie produkty krakingu na gorąco oddziela się za pomocą metoda zamrażania. W wyniku tej reakcji można otrzymać surowce, takie jak tworzywa sztuczne, guma i włókna.
Na przykład reakcja krakingu termicznego z katalizatorem może obniżyć temperaturę, ale mechanizmem reakcji nie jest reakcja wolnorodnikowa, ale reakcja jonowa.
Reakcja utleniania i spalanie
W życiu często spotykamy się z tym zjawiskiem, ludzie na starość mają zmarszczki, wyroby gumowe po długim czasie stają się twarde i lepkie, wyroby z tworzyw sztucznych po długim czasie stają się twarde i łatwe do złamania, a olej jadalny po długim czasie ulega degradacji. Zjawiska te nazywane są starzeniem się. Proces starzenia jest bardzo powolny, a przyczyną starzenia jest to, że tlen znajdujący się w powietrzu wchodzi do różnych cząsteczek z aktywnym wodorem i zachodzi autooksydacja, po czym zachodzą inne reakcje.
Wszystkie alkany można spalić, a po całkowitym spaleniu reagenty ulegają całkowitemu zniszczeniu, tworząc dwutlenek węgla i wodę oraz uwalniając dużo ciepła.
Podczas spalania płomień jest jasnoniebieski, a nie jasny.