Univerzální reakce volných radikálů

Rozštěpením chemických vazeb vznikají volné radikály. Reakce vyvolané volnými radikály se nazývají reakce volných radikálů nebo řetězové reakce typu volných radikálů. Radikálové reakce obecně procházejí třemi fázemi: iniciace řetězce, propagace řetězce nebo tvorba řetězce a ukončení řetězce. Fáze iniciace řetězce je stádiem produkce volných radikálů. Protože homolýza vazby vyžaduje energii, fáze iniciace řetězce vyžaduje teplo nebo světlo.
Některé sloučeniny jsou velmi aktivní a snadno produkují aktivní částice volné radikály, které se nazývají iniciátory. Volné radikály mohou být někdy produkovány REDOX reakcemi přenosu jednoho elektronu. Fáze přenosu řetězce je fáze přeměny z jednoho volného radikálu na druhý volný radikál, jako štafetový závod, volné radikály jsou neustále předávány, jako řetězec jeden po druhém, takže se nazývá řetězová reakce. Fáze ukončení řetězce je stádiem vymizení volných radikálů. Volné radikály se párují a vytvářejí vazby. Všechny volné radikály jsou pryč a reakce volných radikálů se zastaví.
Reakce volných radikálů se nevyznačuje žádným zřejmým rozpouštědlovým efektem, kyseliny, zásady a další katalyzátory nemají žádný zřejmý vliv na reakci, pokud je v reakčním systému kyslík (nebo jsou tam nějaké nečistoty, které mohou volné radikály zachytit), reakce má často indukční období.
Reakce tepelného praskání
V nepřítomnosti kyslíku se vazba uhlík-uhlík v alkanech při vysokých teplotách (kolem 800 stupňů C) láme a velké molekulární sloučeniny se přeměňují na malé, což je reakce zvaná pyrolýza. Po zpracování ropy se kromě benzínu vyskytuje parafín s relativně velkou molekulovou hmotností, jako je petrolej a nafta; Prostřednictvím tepelné krakovací reakce se může přeměnit na sloučeniny s malými molekulami, jako je benzín, metan, ethan, ethylen a propylen. Proces je velmi komplikovaný a také produkty jsou složité. Jak vazby uhlík-uhlík, tak vazby uhlík-vodík mohou být přerušeny a k přerušení může dojít uprostřed molekuly nebo na jedné straně molekuly. Čím větší je molekula, tím snáze se rozbije a molekula po popraskání za horka může být znovu popraskaná za tepla. Reakčním mechanismem krakování za tepla je reakce volných radikálů za působení tepla a použitá surovina je směs.
Volné radikály vzniklé po tepelném krakování se mohou vzájemně vázat. Volné radikály produkované tepelným krakováním mohou být také rozbity přes CH vazby za vzniku alkenů.
Celkovým výsledkem je tepelné štěpení velkých molekul alkanů na menší alkany a alkeny. Tato reakce je obtížně proveditelná v laboratoři, ale velmi důležitá v průmyslu. Při průmyslovém krakování za tepla se parafín mísí s vodní párou v trubici přes ohřívací zařízení o teplotě asi 800 stupňů a poté se ochladí na 300 až 400 stupňů, což je dokončeno za méně než jednu sekundu, a poté se produkty krakování za horka oddělí způsob zmrazení. Touto reakcí lze získat suroviny, jako jsou plasty, pryž a vlákna.
Například tepelná krakovací reakce s katalyzátorem může snížit teplotu, ale reakčním mechanismem není reakce volných radikálů, ale iontová reakce.
Oxidační reakce a spalování
V životě se s tímto jevem setkáváme často, lidé mají ve stáří vrásky, pryžové výrobky po dlouhé době ztvrdnou a lepí, plastové výrobky po dlouhé době ztvrdnou a snadno prasknou a jedlý olej se po dlouhé době znehodnotí. Tyto jevy se nazývají stárnutí. Proces stárnutí je velmi pomalý a důvodem stárnutí je to, že vzdušný kyslík vstupuje s aktivním vodíkem do různých molekul a dochází k autooxidaci a následně dochází k dalším reakcím.
Všechny alkany lze spálit a při úplném spálení jsou reaktanty zcela zničeny, tvoří se oxid uhličitý a voda a uvolňuje se velké množství tepla.
Při hoření je plamen světle modrý, není jasný.