Radikaaliketjureaktio

Alkaanin halogenointi

Kemia 2 : Alkaanit

	Kahteen heksaania C6H12 sisältävään koeputkeen tiputetaan pari pisaraa bromia Br2. Heksaani on väritöntä ja bromi ruskeaa.
	Koeputki 1 siirretään nopeasti pimeään. Koeputki 2 jätetään valoisaan.
	Kun bromin ruskea väri on häipynyt koeputkesta 2, otetaan koeputki 1 pimeästä. Koeputkessa 1 väri on jäljellä.

Esimerkki	Metaanin klooraus		Kiinnitä huomiota seuraaviin asioihin:
Herätevaihe	Reaktio alkaa halogeenomolekyylin hajoamiselle atomeiksi. Reaktion aloitukseen tarvitaan vain muutama halogeeniatomi.		Reaktio tapahtuu kaasufaasissa. Halogeenimolekyyli saadaan pilkkoutumaan paitsi valolla myös kuumentamalla.
Ketju jatkuu			Radikaali synnyttää uusia radikaaleja törmätessään molekyyleihin.
	Mikä on nettoreaktion yhtälö? Mikä reaktiotyyppi on kyseessä?
Ketju loppuu			Mikä estää ketjureaktion pysähtymisen heti alkuun?
	Ketju päättyy, kun kaksi radikaalia reagoi keskenään.
Ketju haaroittuu
	Kun reaktioseokseen syntyy uusia molekyylejä, myös niistä voi muodostua radikaaleja. Klooraustuotteita muodostuu tästä syystä useita, mm. CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4. Reaktiotuotteiden suhteellisiin määriin voidaan vaikuttaa metaanin ja kloorin konsentraatioita säätämällä.		Miten lisätään CH3Cl:n osuutta tuotteissa?
H < 0	Reaktio on eksoterminen ja nopea. Sen aktivoitumisenergia on matala.		Myös alkaanien palamisreaktio tapahtuu radikaalimekanismin mukaan.
Halogeenien reaktiivisuus alkaanien kanssa tapahtuvassa radikaaliketjureaktiossa vaihtelee järjestyksessä F > Cl > Br. Reaktio fluorin kanssa on erittäin kiivas. Jodi ei reagoi alkaanien kanssa radikaalimekanismin mukaan.
Kloorimetaania CH3Cl valmistetaan teollisesti pääosin metaanista ja vetykloridista mutta jonkin verran myös metaanista ja kloorista. Mihin metaanin kloorijohdannaisia käytetään?

Halogeenialkaanit | Halogeenialkaanien reaktiot

Valo vaikuttaa reaktion nopeuteen. Bromi on värillinen yhdiste, joten se absorboi valokvantteja. Ilmeisesti bromi käynnistää reaktion.

CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl Reaktio on siis tyypiltään substituutioreaktio.

Radikaalien konsentraatio on alussa hyvin pieni, joten kahden radikaalin kohtaaminen on erittäin harvinaista.

Kun reaktiossa on ylimäärin metaania, kloorimetaanimolekyylit ovat metaanimolekyylien ympäröimiä ja klooriatomi törmää todennäköisemmin metaanimolekyyliin kuin kloorimetaanimolekyyliin ja tuotteeksi saadaan monokloorautunut yhdiste.

CH3Cl silikonien, metyyliselluloosan ja butyylikumin valmistus CH2Cl2 liuotin CHCl3 kloroformi liuotin, freonien lähtöaine CCl4 liuotin, sammutusaine