reaktioketjut

Reaktioketjut ovat kemiallisia prosesseja, joissa yhden tai useamman reaktiivisen välituotteen syntyminen käynnistää sarjan toisiinsa liittyviä reaktioita. Ketju etenee siten, että sama välituote voidaan regeneroida kussakin vaiheessa ja siten monistaa muodostuvien yhdisteiden määrän lyhyessä ajassa.

Ketjuun kuuluvat kolme keskeistä vaihetta: initiaatio, propagointi ja terminointi. Initiaatiossa syntyy reaktiivinen väline, esimerkiksi radikaali, joka aloittaa ketjun. Propagoinnissa tämä väline reagoi useasti muodostaen uusia välituotteita ja samalla palauttaen radikaalin, jolloin ketju etenee. Terminointi tapahtuu, kun kaksi ketjun loppupäätä kohtaavat ja muodostuvat ei-reaktiivisia yhdisteitä, jolloin ketju pysähtyy.

Reaktioketjuja esiintyy monissa yhteyksissä. Radikaalinen ketjureaktio on yleinen polttoprosesseissa ja polymeroinnissa, esimerkiksi polymeerien valmistuksessa. Myös ionipohjaiset tai katalyyttiset ketjureaktiot ovat tärkeitä biokemiallisissa ja orgaanisissa synteeseissä. Ketjun pituus ja jakauma riippuvat lämpötilasta, lähtöaineista ja inhibitorien määrästä sekä kilpailuista sivureaktioiden kanssa.

Keskeisiä seikkoja ovat ketjun jatkuvuuden hallinta, reagoivien välituotteiden määrän kontrollointi sekä turvallisuus, sillä ketjureaktiot voivat olla erittäin eksotermisiä ja johtaa nopeaan lämpenemiseen. Reaktioketjujen ymmärtäminen on olennaista sekä teollisessa synteesissä että energiantuotannossa sekä ilmakehän kemiassa.