A brómozást, jódozás, fluorozási metán

Olyan mechanizmus, amely már figyelembe a klórozás metán is érvényes reakciók más halogének. A klórozást, brómozást, jódozás, fluorozás metán - egy gyökös kezdeményezett folyamat homolízissel halogén-molekulákat alkotnak halogénatommal. Amint az várható, a reaktivitás sorrendben csökken F2> Cl2> Br2> I2. Entalpia egymást követő szakaszai halogénezési (klórozási, brómozási, jódozás, fluorozás metán) metánná CH3X táblázatban látható.

Amint a táblázatból látható, a relatív reaktivitását halogének összhangban áll mind a teljes értéke az összes ΔHº halogénezési eljárásban általában, és az értékből a lépésben lánc ΔHº fejlődését. Ez a normális eredmény a gyökös reakciót a gázfázisban. Hatalmas teljes termikus hatása az exoterm fluorozási és nagy negatív entalpia minden szakaszában a lánc a bizonyíték arra, hogy ez a reakció igen nehéz ellenőrizni. Az energia kialakulását egy új kommunikációs sok energiát megtörve a kötvények meghaladja a kezdeti reagenseket. Energia a HF kötés olyan nagy (166 kcal / mol), mint a többi hidrogén-halogenidek, mint például, hogy még a szokatlan fluor- reagensként metán, ami azonnal két csoporttal és CH3 • F •, endoterm csupán 6 kcal / mol:

Ezért, keverésével metán és a fluor gyökök a gázfázisban lehet keletkezik spontán, anélkül, hogy a lépése során úgy indítjuk lánc:

Az ezt követő lépés a lánc olyan exoterm, hogy ez vezet a gyors növekedés az összes szabad gyökök fluort miatt nagyon kicsi energia miatt F - F felhalmozódása fluor gyökök gyorsabb, mint a fogyasztás, ami elkerülhetetlenül robbanást okozhatnak. Ezért a közvetlen fluorozásánál alkánok gyakorlatilag lehetetlen elvégezni a cselekvés elemi fluort. Ezt a nehézséget el lehet kerülni alkalmazásával erősen hígított keveréket fluor gáz és egy alkán inert gáz, és keverjük őket fokozatosan, de ez a folyamat túl drága és bonyolult technológiai szempontból. Fluor-származékainak szénhidrogének fontos gyakorlati szempontból, a vegyületek osztályától. Sok ftorhlorproizvodnye alatti rövid szénláncú alkánokat a nevet freon hűtőközegként használó különféle hűtőrendszerekben, a szükséges hőmérséklet üzemmód nagyon széles hőmérséklet-tartományban. Freonok széles körben használják is, mint egy teljesen inert oldószerek, különösen a reakciók mennek végbe alacsony hőmérsékleten *. A legfontosabb CFC - CF2Cl2 - megkapta a kereskedelmi név freon-12; CCl3F - CFC-11; CClF2CClF2 - freon-114; CCl2F2CClF2 - freon-113; CHClF2 - freon-22. A pirolízis CHClF2 (Freon-22) van kialakítva, tetrafluoretilén CF2 = CF2, amelyben a kapott polimer polimerizálásával 4-fluoroplastic (teflon) - rendkívül fontos, és teljesen inert polimer anyag.

Perfluor használják izotópjai szétválasztására urán-235 és urán-238 formájában az illékony és hexafluoridok 235UF6 238UF6. Urán-hexafluorid elválasztjuk a kis különbség a diffúzió sebességét az egész membránok. urán-hexafluorid igen nagy korróziós. Ezért, membránok, Kenőolaj és hőátadó folyadékokat kell nagy korrózióállóság. Erre a célra csak fluorpolimereket és perfluor. Perfluor kapott fluorozzuk alkánok hatása alatt kobalt-fluorid (III). Telt betéten keresztül CoF3 pár alkán, ezáltal egy perfluor-alkán-fluorid és a kobalt (II).
Kobalt-fluorid (III) regeneráljuk áramot vezetünk át COF2 fluoratom.
metán brómozási kevesebb exoterm, mint klórozás. Az első szakaszban a láncnak van egy nagy endoterm hatást: ΔHº1 = +16 kcal / mol (klórozás ΔHº1 = +1 kcal / mol). Ez azt jelenti, hogy a szabad energia aktiválás erre ΔG1 ≠ metán brómozási lépést kell sokkal magasabb, mint a klórozás. Valóban, ΔG1 ≠ az első szakaszban a lánc (18 kcal / mol. 4.6 ábra), amikor a brómozási messze meghaladja ΔG1 ≠ klórozási (4 kcal / mol). Termikus hatások a második szakaszban a kapcsolatot, ha a brómozás (- 24 kcal / mol) és klórozással (- 26 kcal / mol) nagyon közel vannak, és az aktiválási energia ΔG2 ≠ mindkét eljárás is nagyon kis különbségek. Jelentősen magasabb érték ΔG1 ≠ számára brómozási azt jelzi, hogy a metán brómozást történik lassabban, mint a klórozás. Jódozását metán egy elhanyagolhatóan kicsi még ütemben 300 - 500C, és ezért nem kivitelezhető. A rendkívül alacsony jódozási sebessége határozza meg az aktiválási energia az első szakaszban a lánc: ΔG1 ≠ = 34 kcal / mol. Egy ilyen magas értéket ΔG1 ≠ nem meglepő, mivel az első lánc növekedési szakaszban jódozási erősen endoterm (ΔHº1 = +33 kcal / mol). Ezért, a jód koncentrációja atomok az energia legyőzéséhez szükséges energia gát az első, elhanyagolható még 300ºC. Magasabb hőmérsékleten, a kapott HI CH3I könnyen visszanyeri vissza CH4 és I2.
Összehasonlítás entalpiája minden fázisra halogénezési metán, valamint összehasonlítás ΔG1 ≠ aktiválási energia értékeket és ΔG2 ≠ mindkét áramkör fejlettségű arra a következtetésre vezet, hogy az egész folyamat által meghatározott sebességgel sebességet az első szakaszában a lánc a legnagyobb értékű ΔG1 ≠. Ez a következtetés érvényes marad minden halogén és bármilyen alkán. Ebben a részben az adatokat az entalpiákat a reakció és aktiválási energiák halogénezési metán kifejezett specifikusan detektált minta: A fenti pozitív entalpiája minden egyes folyamat, annál nagyobb az aktiválási energia. Ez a fontos megállapítás is bővíthető, és sok más homolitikus reakciókat gázfázisban, vagy nem poláros közegben, amely lehetővé teszi megjósolni az arány az ilyen reakciók csak alapul a termikus hatás a reakció.