8.6 Reakční mechanismus, fotoreakce

Úlohou reakčního mechanismu v chemické kinetice je návrh posloupnosti elementárních chemických reakcí, kterými se daný chemický děj realizuje. Při řešení takového systému získáme soustavu diferenciálních rovnic, které obvykle nelze analyticky řešit a proto se je snažíme různými "principy" zjednodušit. Navržený mechanismu a jeho řešení má vysvětlovat všechny známé experimentální skutečnosti.

Pro zjednodušení výše uvedeného problému se nejčastěji používají následující tři principy:

 •  Řídící děj. Omezujeme se na tzv. řídící děje (reakce), tj. na nejpomalejší děj u následných reakcí, nebo na nejrychlejší děj u reakcí bočních.
 •  Stacionární stav. Vznikají-li u elementárních reakcí velmi reaktivní meziprodukty, předpokládáme u nich velmi nízkou koncentraci, která se s časem nemění (Bodensteinův princip), tj. předpokládáme platnost vztahu

displaymath

 •  Předrovnováha. V některých případech je možno předpokládat ustavení rovnovážného stavu a koncentraci některých meziproduktů určit ze vztahu pro rovnovážnou konstantu
Příklady využití dvou posledních "principů" ukazují příklady 8.6.1 a 8.6.2.

Řetězové reakce. Reakce, u nichž se v počátečním stadiu (iniciace) vytvoří velmi reaktivní radikály (částice s nepárovým elektronem), které v dalším stadiu (propagace), reagují s výchozími látkami a při těchto reakcích se jejich koncentrace obnovuje. Ve třetím stadiu (terminace) se koncentrace volných radikálů snižuje vzájemnými reakcemi či zánikem na stěnách reaktoru.

Energie fotonu je podle Plancka rovna

displaymath

kde h je Planckova konstanta, c rychlost světla, ν kmitočet a λ vlnová délka světla

Kvantový výtěžek reakce Φ je definován vztahem

displaymath

Kvantový výtěžek reakce je obvykle menší než 1. U řetězových reakcí však často platí $..$.