燃焼の過程に関して

質問

燃焼について調べています。燃焼の過程では、
　CH4→CH3＋H
のような多くの素反応が起こっていることはわかりましたが、具体的に素反応とはどのような反応のことなのかがわかりません。
また、その過程で生成される中間活性種とは原子がどのような状態のことを言うのでしょうか？

回答No.1

acacia7 · ベストアンサー

その昔電極反応屋さんだったので「燃焼反応」と若干違うとは思いますが，参考までに。

燃焼反応において，ご提示の様な素反応が純粋にはほぼ起こっていないと思います。
CH4→CH3＋H

つまり，「実質的」には同様の反応があるとしても，
燃焼雰囲気において「H」が突然単独できれるとは考えづらいということです。

多くの化学反応は反応種の衝突により発生します。
例えば，メタンの燃焼で行けば，
CH4 + O2 (→ CH4O2 )→ CH2O + H2O
というように，途中で不安定な複合錯体を生成し，
そこから化学種が分離する様に反応するわけです。

実際，電極反応では御提示の素反応とほぼ同じ反応が起こりますが，これは「電極」という存在が，別経路の反応を起こしているということです。
例えば，白金(Pt)を含む電極では

CH4 + 2Pt → CH3Pt ＋ HPt

といった素反応が起こり，その後別の素反応により
Ptに復元するため，素反応自体が見えなくなっているわけです。

実際の「素反応」はおおよそ考えられる全ての反応が起きると思われますが，その発生わりあいはさまざまで，どの反応がメインに起こっているのかはよくわかりません。

実験的に支配的な素反応を確かめることはできます。
いわゆる「律速段階」で，その段階を迂回できる様な触媒などを導入すると劇的に反応速度が改善したりします。

中間活性種は上記の「複合錯体」と書いたもののことで，通常単離される様な安定な化学種ではありません。
分子同士が原子を共有している様な状態と捉えていいのではないかと思います。

お礼

回答ありがとうございます、大変参考になりました。