Tuumareaktsiooni võrrandid Iga reaktsioonis osalev aatomituum kirjeldatakse tema keemilise elemendi tähisega, mille ette kirjutatakse (üles) tuuma nukleonide koguarv ning (alla) tuuma prootonite arv. Liitiumi 63Li ja deuteeriumi 21H ühinemisreaktsioon näeb välja selline: 63Li + 21H 2 42He Ülaltoodud reaktsioonivõrrandisse on kindlasti tarvis märkida kaks alfaosakest, kuna vastasel juhul ei oleks võrrandi parema ja vasaku poole massid tasakaalus. Ahelreaktsioonide alguslugu Ahelrektsioonide võimalikkust ennustas juba 1934.a füüsik Frederic Joliot Curie. Ahelreaktsioonid · Ahelreaktsiooniks nim. Sellist nähtust, kus reaktsioon põhjustab sellesama reaktsiooni jätkumist. See tähandab, et soodsatel tingimustel tuumades vabanenud neutronid võivad neelduda teistes tuumades ning kutsuda esile nende lõhustumise etc
CH4 + H2O → CO + 3H2 CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 Ammoniaagi sünteesiks vajalik vesinik saadakse peamiselt metaani konversioonireaktsioonil veeauruga. H2 ja CO kasutatakse ka metanooli sünteesiks. Asendusreaktsioon halogeenidega: Valguse toimel toimub astmeline asendusreaktsioon, mille käigus vesiniku aatomid asenduvad halogeeni aatomitega. Asendusreaktsioon halogeenidega kuulub ahelreaktsioonide hulka. Soojuse või valguse toimel laguneb kloori molekul aatomiteks: Cl2 → 2CL Seejärel reageerib kloori aatom metaaniga: CH4 + Cl → CH3Cl + H Isomeerimine: Isomerisatsioonireaktsioon toimub kõrgel temperatuuril ja rõhul katalüsaatorite manusel. Alkaanidel esinevad isomeerid alates propaanist. 8
Väga kõrgetel temperatuuridel kulgevaid tuumareaktsioone nim termotuumareaktsioonideks. Tuuma külgetõmbejõud seovad kaks neutroni ja kaks prootoni püsivaks süsteemiks, mis kujutab endast heeliumi aatomit. Kulgeb järgmine reaktsioon, mis saab toimida ainult kõrgete temperatuuride juures. Ülejäänud neutron lendab suure kiirusega minema. Seejuures eraldub tohutu energia, umbes 10 korda suurem, kui raskete elementide tuumade jagunemisreaktsioonide puhul ahelreaktsioonide puhul. Niisugused reaktsioonid toimuvad ka Päikese ja tähtede sisemused. Ka vesinikupommis VESINIKUPOMM Vesinikupommis toimub deuteeriumi ja triitiumi reaktsioon. Kõrge temperatuuri saavutamiseks tekitatakse eelnevalt vesinikupommis aatompommi plahvatus. See on juhtimatu protsess. Juhiavate termotuumareaktsioonide realiseerimine annaks inimkonnale ammendamatu energiaallika. Siiani seda saavutatud ei ole. TUUMAREAKTOR Seadet, milles kulgeb juhitav ahelreaktsioon nim tuumareaktoriks
dc B k 1 k 2 1) k-1 cM k2 sel juhul cA (4.41) dt k 1 dc B 2) k2 k-1 cM sel juhul k 1c A c M (4.42) dt dc B k mon c A dt 8. Ahelreakstiooonid. Analüüsida HBr reaktsiooni mehhanismi ilma tuletuseta. AHELREAKTSIOONID Mned phjused miks tekkis vajadus luua ahelreaktsioonide teooria 1. Fotokeemilistes reaktsioonides phjustab neeldunud valguskvant normaalse reaktsiooni vrrandiga vrreldes oluliselt suurema arvu produkti molekule 2. Reaktsiooni kiiruskonstandi temperatuursltuvuse avaldise eksperimentaalselt määratud eksponendieelne tergur osutus palju suuremaks kui vis eeldada teoreetiliste arvutuste alusel 3. Ahelreaktsioonid osutusid väga tundlikeks väikeste hulkade teatud osakeste suhtes, mis vivad nii aktiveerida
Ahelreaktsioonid on sellised reaktsioonid kus reaktsioonivõimelised osakesed tekivad reaktsioonis eneses. Aktiivsete osakeste reageerimisel lähteainete molekulidega moodustuvad sel juhul produkti molekulide kõrval uued aktiivsed osakesed, mis võimaldavad reaktsiooni jätkumist. Igale algul süsteemis olned aktiivsele osakesele vastab pikk reaktsiooniahel, milles reageerivad väga paljud lähteainete molekulid ja tekib palju reaktsiooniprodukti. Ahelreaktsioonide korral ei erine aktiivne osake normaalsest molekulist mitte ainult energeetiliselt, vaid tavaliselt ka keemiliselt. Tekkivad reaktsioonivõimelised osakesed saavada olla vabad radikaalid ja aatomid, kuid enamasti mitte molekulid. Seega peab ahelreaktsiooni esilekutsumiseks kasutatav energiahulk olema piisavalt suur, et lõhkuda keemilisi sidemeid molekulis ja moodustada vabu valentse omavaid osakesi. H 2 + Br2 2 HBr 500-1500K dc HBr 2kc H 2 c Br2
N: eralduvad vee soojenemisel arum seintel vee mulli- diagrammid. Sulamite diagrammid koostatakse termilise analüüsi määrab kõige aeglasema reaktsiooni kiirus. dena. Gaaside lahustuvus väheneb, kui vees on lahustunud sooli. meetodil mõõdetud jahtumiskoverate abil. 5) Ahelreaktsioonid Ahelreaktsioonide puhul tekivad reaktsiooni 6..5 Vedelike ja tahkete ainete lahustumine vedelikus. 5) Keemiliste reaktsioone seaduspärasused. võimelised osad N: vabad radikaalid reaktsioonis eneses. Jaotusseadus Sarnaste omadustega vedelikud lahustuvad teine-
Paralleelreaktsioonide tõttu tekib saadustena tihti ainete segu. Järjestikused reaktsioonid-paljud reaktsioonid kulgevad läbi ebapüsivate vahestaadiumite. NT. tekib vesinikbromiidi temperatuuril üle 500 K järgmiste reaktsioonide järjestikuse kulgemisena: a)Br2-> Br+Br b) Br+H2->HBr+H c) H+Br2->HBr+Br d) H+HBr->H2+Br e) Br+Br->Br2 Üksikute staadiumite kiirused erinevad ja summaarse kiiruse määrab kõige aeglasem reaktsioon. Ahelreaktsioonide puhul tekivad reaktsiooni võimelised osad, vabad radikaalid reaktsioonis eneses. Radikaali reageerimisel lähteainega moodustuvad saadustekõrval uued radikaalid, mis võimaldavad reaktsiooni jätkumist, tehakse vahet kolme staadiumi vahel: a) reaktsiooni teke b) ahela kulg c) ahela katkemine. ahela pikkuse all mõistetakse ühele tekkinud aktiivsele osakesele vastavat ahele lülide arvu. Fotokeemilised reaktsioonid on nähtava valguse või ultraviolett kiirguse toimel kulgevad reaktsioonid
(eksogeensed). Endogeensed tekivad normaalse aeroobse hingamise, ainevahetuse ning põletike tulemusena, nad on organismile vajalikud. Kahjulike eksogeensete radikaalide allikaiks on keskkonna saastus, päikesekiirgus, röntgenikiired, suitsetamine. · Oksüdatiivsele stressile vastutöötavaiks antioksüdantideks on nii väheaktiivseid radikaale moodustavad madalmolekulaarsed ained (vitamiinid, mineraalid, polüfenoolid) kui ka radikaalsete ahelreaktsioonide teket takistavad ensüümid nagu superoksiidi dismutaas (SOD), katalaas (CAT) ja glutatiooni peroksüdaas (GPx). · Need endogeensed süsteemid pole aga kahjuks täiuslikud, organismi vananedes see ebatäiuslikkus pidevalt suureneb, mille tõttu ka mitmesuguste oksüdatiivse stressiga seotud haiguste tekke tõenäosus kasvab. Just eakamad inimesed peaksid saama rohkem antioksüdante põhiliselt taimse päritoluga toiduga. Vastavate ravim- (näiteks