جهانی واکنش های رادیکال آزاد

شکافتن پیوندهای شیمیایی باعث تولید رادیکال های آزاد می شود. واکنش‌هایی که توسط رادیکال‌های آزاد ایجاد می‌شوند، واکنش‌های رادیکال آزاد یا واکنش‌های زنجیره‌ای از نوع رادیکال‌های آزاد نامیده می‌شوند. واکنش های رادیکال به طور کلی از سه مرحله عبور می کنند: شروع زنجیره، انتشار زنجیره یا تشکیل زنجیره و خاتمه زنجیره. مرحله شروع زنجیره، مرحله تولید رادیکال های آزاد است. از آنجایی که همولیز پیوند نیاز به انرژی دارد، فاز شروع زنجیره به گرما یا نور نیاز دارد.
برخی از ترکیبات بسیار فعال هستند و به راحتی رادیکال های آزاد ذرات فعال تولید می کنند که به آنها آغازگر می گویند. رادیکال های آزاد گاهی اوقات می توانند توسط واکنش های REDOX انتقال تک الکترون تولید شوند. مرحله انتقال زنجیره، مرحله تبدیل از یک رادیکال آزاد به رادیکال آزاد دیگر است، مانند مسابقه رله، رادیکال های آزاد دائما مانند یک زنجیره یک به یک منتقل می شوند، بنابراین به آن واکنش زنجیره ای می گویند. مرحله خاتمه زنجیره مرحله ناپدید شدن رادیکال های آزاد است. رادیکال های آزاد با هم جفت می شوند تا پیوند ایجاد کنند. تمام رادیکال های آزاد از بین رفته و واکنش رادیکال آزاد متوقف می شود.
واکنش رادیکال آزاد با هیچ اثر حلال آشکار مشخص می شود، اسید، باز و سایر کاتالیزورها هیچ اثر آشکاری بر واکنش ندارند، هنگامی که در سیستم واکنش اکسیژن وجود دارد (یا ناخالصی هایی وجود دارد که می تواند رادیکال های آزاد را به دام بیندازند)، واکنش اغلب دارای یک دوره القایی
واکنش ترک حرارتی
در غیاب اکسیژن، پیوند کربن-کربن در آلکان ها در دماهای بالا (حدود 800 درجه سانتیگراد) شکسته می شود و ترکیبات مولکولی بزرگ به ترکیبات کوچک تبدیل می شوند، واکنشی به نام پیرولیز. پس از فرآوری نفت، علاوه بر بنزین، پارافین هایی با وزن مولکولی نسبتاً زیاد مانند نفت سفید و گازوئیل وجود دارد. از طریق واکنش ترک حرارتی، می توان آن را به ترکیبات مولکولی کوچک مانند بنزین، متان، اتان، اتیلن و پروپیلن تبدیل کرد. این فرآیند بسیار پیچیده است و محصولات نیز پیچیده هستند. هم پیوندهای کربن-کربن و هم پیوندهای کربن-هیدروژن می توانند شکسته شوند و شکستگی می تواند در وسط مولکول یا در یک طرف مولکول رخ دهد. هر چه مولکول بزرگتر باشد، شکستن آن آسان تر است و مولکول پس از ترک داغ نیز می تواند دوباره داغ شود. مکانیسم واکنش واکنش ترک داغ، واکنش رادیکال آزاد تحت اثر گرما است و ماده خام مورد استفاده مخلوط است.
رادیکال های آزاد تولید شده پس از ترک حرارتی می توانند به یکدیگر متصل شوند. رادیکال های آزاد تولید شده توسط کراکینگ حرارتی نیز می توانند از طریق پیوندهای CH برای تولید آلکن شکسته شوند.
نتیجه کلی ترک خوردگی حرارتی مولکول های بزرگ آلکان به آلکان ها و آلکن های کوچکتر است. انجام این واکنش در آزمایشگاه دشوار است، اما در صنعت بسیار مهم است. در کراکینگ گرم صنعتی، پارافین را در لوله ای از طریق دستگاه گرمایشی در حدود 800 درجه با بخار آب مخلوط می کنند و سپس تا دمای 300 تا 400 درجه خنک می کنند که در کمتر از یک ثانیه کامل می شود و سپس محصولات ترک داغ توسط دستگاه جدا می شوند. روش انجماد از این واکنش می توان مواد اولیه ای مانند پلاستیک، لاستیک و الیاف را به دست آورد.
به عنوان مثال، واکنش ترک حرارتی با یک کاتالیزور می تواند دما را کاهش دهد، اما مکانیسم واکنش یک واکنش رادیکال آزاد نیست بلکه یک واکنش یونی است.
واکنش اکسیداسیون و احتراق
در زندگی اغلب با این پدیده مواجه می شویم، افراد در پیری دچار چین و چروک می شوند، محصولات لاستیکی پس از مدت ها سفت و چسبنده می شوند، محصولات پلاستیکی پس از مدت ها سخت و به راحتی ترک می شوند و روغن خوراکی پس از مدت ها خراب می شود. به این پدیده ها پیری می گویند. روند پیری بسیار کند است و دلیل پیری این است که اکسیژن موجود در هوا با هیدروژن فعال وارد مولکول های مختلف می شود و اتوکسیداتیک می شود و سپس واکنش های دیگری رخ می دهد.
همه آلکان ها می توانند سوزانده شوند و در صورت سوختن کامل، واکنش دهنده ها به طور کامل از بین می روند و دی اکسید کربن و آب تشکیل می دهند و گرمای زیادی آزاد می کنند.
هنگام سوختن، شعله آبی روشن است، روشن نیست.