Kettingreaksie: Verskil tussen weergawes
besig om te verbeter |
Chemiese kettingreaksies |
||
| Lyn 1: | Lyn 1: | ||
[[Lêer:Nuclear explosion at the Nevada Test Site on September 14, 1957 of the 19th test of Operation Plumbbob code name FIZEAU. From- Plumbbob Fizeau 001 (cropped).jpg|duimnael|Die tipiese voorbeeld van 'n kettingreaksie: 'n kernontploffing]] |
|||
'n '''Kettingreaksie''' is 'n volgorde van reaksies waar 'n reaktiewe produk, of 'n neweproduk addisionele reaksies veroorsaak. In 'n kettingreaksie lei |
'n '''Kettingreaksie''' is 'n volgorde van reaksies waar 'n reaktiewe produk, of 'n neweproduk addisionele reaksies veroorsaak. In 'n kettingreaksie lei positiewe terugvoer tot 'n self-onderhoudende en vergrotende ketting van gebeurtenisse. Dit moet nie verwar word met 'n multi-stap reaksie nie, wat algemeen voorkom in anorganiese en organiese sintese. |
||
Kettingreaksies is een manier waardeur stelsels wat nie in termodinamiese ewewig is nie, energie kan vrystel of [[entropie]] kan verhoog om sodoende 'n toestand van hoër entropie te bereik. 'n Stelsel kan byvoorbeeld nie in staat wees om 'n laer energietoestand te bereik deur energie in die omgewing vry te stel nie, want dit word belemmer of verhinder om op die een of ander manier reaksie te voltooi wat tot die vrystelling van energie lei. As 'n reaksie lei tot 'n klein energievrystelling wat meer energie vrystel in 'n uitbreidende ketting, sal die stelsel gewoonlik plofbaar ineenstort totdat baie of al die gestoorde energie vrygestel is. |
|||
'n Makroskopiese vergelyking vir kettingreaksies is 'n sneeubal al groter word totdat uiteindelik 'n sneeustorting ontstaan (die "sneeubaleffek"). Dit is die gevolg van gestoorde [[swaartekrag]] potensiële energie wat 'n pad van vrystelling bo [[wrywing]] soek. Chemies gelykstaande aan 'n sneeustorting is 'n vonk wat 'n bosbrand veroorsaak. In kernfisika kan 'n enkele verdwaalde [[neutron]] 'n vinnige kritieke gebeurtenis tot gevolg hê, wat uiteindelik energiek genoeg kan wees vir die ineenstorting van 'n kernreaktor of die kernontploffing van 'n bom. |
|||
== Chemiese kettingreaksies == |
|||
=== Geskiedenis === |
|||
In 1913 het die Duitse chemikus Max Bodenstein die eerste keer die idee van chemiese kettingreaksies voorgestel. Byvoorbeeld, as twee molekule reageer, word nie net molekule van die finale reaksieprodukte gevorm nie, maar ook enkele onstabiele molekule wat verder met die aanvanklike reaktant kan reageer. So doende word verdere onstabiele molekules gevorm wat self reageer, ens. |
|||
In 1918 het Walther Nernst voorgestel dat die fotochemiese reaksie tussen [[waterstof]] en [[chloor]] 'n kettingreaksie is om te verklaar wat bekend staan as die kwantumopbrengsverskynsel. Dit beteken dat een [[foton]] van lig verantwoordelik is vir die vorming van soveel as 10{{Sup|6}} molekules van die produk [[Soutsuur|HCl]]. Nernst het voorgestel dat die foton 'n Cl{{Sub|2}}-molekuul in twee Cl-atome dissosieer, wat elkeen 'n lang ketting van reaksiestappe inisieer wat uiteindelik HCl vorm.{{R|Laidler1987}} |
|||
In 1923 het die Deense wetenskaplike Christian Christiansen en Nederlandse wetenskaplike Hendrik Anthony Kramers, in 'n ontleding van die vorming van [[Polimeer|polimere]], daarop gewys dat so 'n kettingreaksie nie hoef te begin met 'n molekule wat deur lig opgewek is nie, maar dat dit ook kan begin met twee molekules wat heftig bots na termiese energie soos voorheen voorgestel vir die aanvang van [[chemiese reaksie]]s deur die Nederlandse fisiese skeikundige [[Jacobus Henricus van 't Hoff]].{{R|Nobel1956}} |
|||
Christiansen en Kramers het ook opgemerk dat indien in een deel van die reaksieketting twee of meer onstabiele molekules geproduseer word, die reaksieketting sou vertak en groei. Die resultaat is in werklikheid 'n eksponensiële groei, wat aanleiding gee tot plofbare toenames in reaksietempo's, en inderdaad tot chemiese ontploffings self. Dit was die eerste voorstel vir die meganisme van chemiese ontploffings. |
|||
'n Kwantitatiewe chemiese reaksie-teorie is later deur die Sowjet-natuurkundige [[Nikolay Semyonov]] in 1934 geskep.{{R|Stamps}} Semyonov het die Nobelprys in 1956 gedeel met [[Sir Cyril Norman Hinshelwood]], wat baie van dieselfde kwantitatiewe konsepte onafhanklik ontwikkel het.{{R|Nobel1956}} |
|||
=== Tipiese stappe === |
|||
Kettingreaksies word dikwels gebruik om polimere te maak. Die hooftipes stappe in kettingreaksie is van die volgende tipes:{{R|Laidler1987}} |
|||
* Inisiasie - vorming van aktiewe deeltjies / molekules deur middel van termiese of fotochemiese middele. Die begin van die polimeerketting. |
|||
* Voortplanting - groei van die ketting, wat die vertakking en oordrag van die aktiewe reaksieplek kan insluit. Die "skakels" in die polimeerketting. |
|||
* Beëindiging - waar die aktiewe deeltjie / molekule onaktief raak en die ketting eindig. |
|||
Die lengte van die polimeerketting hang af van die aantal kere wat die voortplantingstap herhaal word. |
|||
== Verwysings == |
|||
{{verwysings|verwysings= |
|||
<ref name="Laidler1987">{{cite book | last=Laidler | first=Keith | title=Chemical kinetics | publisher=Harper & Row | publication-place=New York | year=1987 | isbn=0-06-043862-2 | oclc=14003266 | page=288-290 |language=Engels}}</ref> |
|||
<ref name="Nobel1956">{{cite web | title=The Nobel Prize in Chemistry 1956 | website=NobelPrize.org | date=1956 | url=https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1956/ceremony-speech/ | access-date=11 Januarie 2021 |language=Engels}}</ref> |
|||
<ref name="Stamps">{{cite web |url=http://www.marka-art.ru/catalogs/StampSeries.jsp?%26id%3D29264%26lang%3Den |title=Postage Stamps. 20th Century. Russia. Science |publisher=Publishing and Trading Centre MARKA |access-date=11 Januarie 2020 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20090116032126/http://www.marka-art.ru/catalogs/StampSeries.jsp?&id=29264&lang=en |archive-date=16 Januarie 2020 |language=Engels }}</ref> |
|||
}} |
|||
{{Saadjie}} |
{{Saadjie}} |
||
Wysiging soos op 15:51, 11 Januarie 2021
.jpg){kind=spacer}
'n Kettingreaksie is 'n volgorde van reaksies waar 'n reaktiewe produk, of 'n neweproduk addisionele reaksies veroorsaak. In 'n kettingreaksie lei positiewe terugvoer tot 'n self-onderhoudende en vergrotende ketting van gebeurtenisse. Dit moet nie verwar word met 'n multi-stap reaksie nie, wat algemeen voorkom in anorganiese en organiese sintese.
Kettingreaksies is een manier waardeur stelsels wat nie in termodinamiese ewewig is nie, energie kan vrystel of entropie kan verhoog om sodoende 'n toestand van hoër entropie te bereik. 'n Stelsel kan byvoorbeeld nie in staat wees om 'n laer energietoestand te bereik deur energie in die omgewing vry te stel nie, want dit word belemmer of verhinder om op die een of ander manier reaksie te voltooi wat tot die vrystelling van energie lei. As 'n reaksie lei tot 'n klein energievrystelling wat meer energie vrystel in 'n uitbreidende ketting, sal die stelsel gewoonlik plofbaar ineenstort totdat baie of al die gestoorde energie vrygestel is.
'n Makroskopiese vergelyking vir kettingreaksies is 'n sneeubal al groter word totdat uiteindelik 'n sneeustorting ontstaan (die "sneeubaleffek"). Dit is die gevolg van gestoorde swaartekrag potensiële energie wat 'n pad van vrystelling bo wrywing soek. Chemies gelykstaande aan 'n sneeustorting is 'n vonk wat 'n bosbrand veroorsaak. In kernfisika kan 'n enkele verdwaalde neutron 'n vinnige kritieke gebeurtenis tot gevolg hê, wat uiteindelik energiek genoeg kan wees vir die ineenstorting van 'n kernreaktor of die kernontploffing van 'n bom.
Chemiese kettingreaksies
Geskiedenis
In 1913 het die Duitse chemikus Max Bodenstein die eerste keer die idee van chemiese kettingreaksies voorgestel. Byvoorbeeld, as twee molekule reageer, word nie net molekule van die finale reaksieprodukte gevorm nie, maar ook enkele onstabiele molekule wat verder met die aanvanklike reaktant kan reageer. So doende word verdere onstabiele molekules gevorm wat self reageer, ens.
In 1918 het Walther Nernst voorgestel dat die fotochemiese reaksie tussen waterstof en chloor 'n kettingreaksie is om te verklaar wat bekend staan as die kwantumopbrengsverskynsel. Dit beteken dat een foton van lig verantwoordelik is vir die vorming van soveel as 106 molekules van die produk HCl. Nernst het voorgestel dat die foton 'n Cl2-molekuul in twee Cl-atome dissosieer, wat elkeen 'n lang ketting van reaksiestappe inisieer wat uiteindelik HCl vorm.[1]
In 1923 het die Deense wetenskaplike Christian Christiansen en Nederlandse wetenskaplike Hendrik Anthony Kramers, in 'n ontleding van die vorming van polimere, daarop gewys dat so 'n kettingreaksie nie hoef te begin met 'n molekule wat deur lig opgewek is nie, maar dat dit ook kan begin met twee molekules wat heftig bots na termiese energie soos voorheen voorgestel vir die aanvang van chemiese reaksies deur die Nederlandse fisiese skeikundige Jacobus Henricus van 't Hoff.[2]
Christiansen en Kramers het ook opgemerk dat indien in een deel van die reaksieketting twee of meer onstabiele molekules geproduseer word, die reaksieketting sou vertak en groei. Die resultaat is in werklikheid 'n eksponensiële groei, wat aanleiding gee tot plofbare toenames in reaksietempo's, en inderdaad tot chemiese ontploffings self. Dit was die eerste voorstel vir die meganisme van chemiese ontploffings.
'n Kwantitatiewe chemiese reaksie-teorie is later deur die Sowjet-natuurkundige Nikolay Semyonov in 1934 geskep.[3] Semyonov het die Nobelprys in 1956 gedeel met Sir Cyril Norman Hinshelwood, wat baie van dieselfde kwantitatiewe konsepte onafhanklik ontwikkel het.[2]
Tipiese stappe
Kettingreaksies word dikwels gebruik om polimere te maak. Die hooftipes stappe in kettingreaksie is van die volgende tipes:[1]
- Inisiasie - vorming van aktiewe deeltjies / molekules deur middel van termiese of fotochemiese middele. Die begin van die polimeerketting.
- Voortplanting - groei van die ketting, wat die vertakking en oordrag van die aktiewe reaksieplek kan insluit. Die "skakels" in die polimeerketting.
- Beëindiging - waar die aktiewe deeltjie / molekule onaktief raak en die ketting eindig.
Die lengte van die polimeerketting hang af van die aantal kere wat die voortplantingstap herhaal word.
Verwysings
- ↑ 1,0 1,1 Laidler, Keith (1987). Chemical kinetics (in Engels). New York: Harper & Row. p. 288-290. ISBN 0-06-043862-2. OCLC 14003266.
- ↑ 2,0 2,1 "The Nobel Prize in Chemistry 1956". NobelPrize.org (in Engels). 1956. Besoek op 11 Januarie 2021.
- ↑ "Postage Stamps. 20th Century. Russia. Science" (in Engels). Publishing and Trading Centre MARKA. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 16 Januarie 2020. Besoek op 11 Januarie 2020.
