प्रतिक्रिया मध्यवर्ती

रसायन विज्ञान में, एक प्रतिक्रिया मध्यवर्ती या एक मध्यवर्ती एक  आणविक इकाई  है जो  अभिकारकों  (या पूर्ववर्ती मध्यवर्ती) से बनती है और एक  रासायनिक प्रतिक्रिया  के सीधे देखे गए  उत्पाद (रसायन विज्ञान)  को देने के लिए आगे प्रतिक्रिया करती है। अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाएं  चरणबद्ध प्रतिक्रिया  होती हैं, अर्थात वे पूरा करने के लिए एक से अधिक प्राथमिक कदम उठाती हैं। एक मध्यवर्ती इन चरणों में से प्रत्येक का प्रतिक्रिया उत्पाद है, अंतिम उत्पाद को छोड़कर, जो अंतिम उत्पाद बनाता है।

उदाहरण के लिए, इस काल्पनिक चरणबद्ध प्रतिक्रिया पर विचार करें:
 * ए + बी -> सी + डी

प्रतिक्रिया में ये प्राथमिक चरण शामिल हैं:
 * ए + बी -> एक्स
 * एक्स -> सी + डी

रासायनिक प्रजाति X एक मध्यवर्ती है।

प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती एक अस्थिर प्रकार की प्रतिक्रिया मध्यवर्ती हैं, और आमतौर पर अल्पकालिक, उच्च-ऊर्जा और शायद ही कभी पृथक होते हैं। अन्य प्रतिक्रिया मध्यवर्ती के विपरीत, वे अपने छोटे जीवनकाल के कारण उत्पाद मिश्रण में नहीं रहते हैं।

परिभाषा
आईयूपीएसी  सोने की किताब  एक मध्यवर्ती को एक आणविक इकाई ( परमाणु,  आयन ,  अणु  ...) के रूप में परिभाषित करता है जिसका  औसत जीवनकाल  एक  आणविक कंपन  से काफी लंबा होता है जो अभिकारकों से (प्रत्यक्ष या परोक्ष रूप से) बनता है और आगे (प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से) देने के लिए प्रतिक्रिया करता है रासायनिक प्रतिक्रिया के उत्पाद। जीवनकाल की स्थिति कंपन अवस्थाओं या ऐसी संक्रमण अवस्थाओं से सही, रासायनिक रूप से अलग मध्यवर्ती को अलग करती है, जो परिभाषा के अनुसार आणविक कंपन के करीब जीवनकाल रखते हैं, और इस प्रकार, मध्यवर्ती तापमान से उत्पन्न होने वाली उपलब्ध तापीय ऊर्जा से अधिक गहराई की  संभावित ऊर्जा  न्यूनतम के अनुरूप होते हैं, ( आरटी, जहां आर गैस स्थिर है और टी तापमान है)।

कई मध्यवर्ती अल्पकालिक और अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं, इस प्रकार प्रतिक्रिया मिश्रण में कम सांद्रता होती है। जैसा कि रासायनिक गतिकी  पर चर्चा करते समय हमेशा होता है, तेज/धीमी लघु/दीर्घजीवी जैसी परिभाषाएं सापेक्ष होती हैं, और इसमें शामिल सभी प्रतिक्रियाओं की सापेक्ष प्रतिक्रिया दर पर निर्भर करती हैं। प्रजातियां जो एक  प्रतिक्रिया तंत्र  में अल्पकालिक होती हैं, उन्हें दूसरों में स्थिर माना जा सकता है और आणविक संस्थाएं जो कुछ तंत्रों में मध्यवर्ती होती हैं, वे  स्पेक्ट्रोस्कोपी,  रासायनिक संरचना , पृथक या अभिकारक के रूप में उपयोग करने के लिए पर्याप्त स्थिर हो सकती हैं (या इसके उत्पाद हो सकते हैं) अन्य प्रतिक्रियाएं। प्रतिक्रिया मध्यवर्ती अक्सर मुक्त कण या अस्थिर आयन होते हैं। दहन प्रतिक्रियाओं में पाए जाने वाले ऑक्सीडाइजिंग रेडिकल्स (ओओएच और ओएच) इतने प्रतिक्रियाशील होते हैं कि उनके गायब होने की भरपाई के लिए उन्हें लगातार उत्पादन करने के लिए एक उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, या दहन प्रतिक्रिया समाप्त हो जाएगी।

जब प्रतिक्रिया की आवश्यक शर्तें नहीं रह जाती हैं, तो ये मध्यवर्ती आगे प्रतिक्रिया करते हैं और प्रतिक्रिया मिश्रण में नहीं रहते हैं। कुछ ऑपरेशन ऐसे होते हैं जहां एक ही बैच में कई प्रतिक्रियाएं चलती हैं। उदाहरण के लिए, एक डियोल  के  एस्टरीफिकेशन  में, एक  मोनोएस्टर  उत्पाद पहले बनता है, और अलग किया जा सकता है, लेकिन वही अभिकारक और स्थितियां  डायस्टर  के लिए मोनोएस्टर की दूसरी प्रतिक्रिया को बढ़ावा देती हैं। इस तरह के एक मध्यवर्ती का जीवनकाल स्वयं एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रिया ( चतुष्फलकीय मध्यवर्ती ) के मध्यवर्ती के जीवनकाल से काफी लंबा होता है।

रासायनिक प्रसंस्करण उद्योग
रासायनिक उद्योग में, मध्यवर्ती शब्द एक प्रतिक्रिया के (स्थिर) उत्पाद का भी उल्लेख कर सकता है जो अन्य उद्योगों के लिए केवल एक अग्रदूत रसायन के रूप में मूल्यवान है। एक सामान्य  उदाहरण है क्यूमीन जो  बेंजीन  और प्रोपलीन से बनता है और क्यूमीन प्रक्रिया में  एसीटोन  और  फिनोल  बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। क्यूमिन अपने आप में अपेक्षाकृत कम मूल्य का है, और आमतौर पर केवल रासायनिक कंपनियों द्वारा खरीदा और बेचा जाता है।

उदाहरण
मीथेन क्लोरीनीकरण

मीथेन क्लोरीनीकरण एक श्रृंखला अभिक्रिया है। यदि केवल उत्पादों और अभिकारकों का विश्लेषण किया जाता है, तो परिणाम होता है:

 CH4 + 4Cl2->CCl4 +4HCl 

हालांकि, इस प्रतिक्रिया में 3 मध्यवर्ती अभिकारक होते हैं जो 4 अपरिवर्तनीय दूसरे क्रम प्रतिक्रियाओं के अनुक्रम के दौरान बनते हैं जब तक कि हम अंतिम उत्पाद तक नहीं पहुंच जाते। इसलिए इसे चेन रिएक्शन कहते हैं। श्रृंखला में केवल कार्बन युक्त प्रजातियों के बाद:

<रसायन> CH4 -> CH3Cl -> CH2Cl2 -> CHCl3 -> CCl4 

अभिकारक:  CH4 + 4Cl2 

उत्पाद:  CCl4 + 4HCl 

अन्य प्रजातियां प्रतिक्रिया मध्यवर्ती हैं:  CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 

ये अपरिवर्तनीय दूसरे क्रम की प्रतिक्रियाओं का समूह हैं:

 CH4 + Cl2->CH3Cl + HCl 

 CH3Cl + Cl2->CH2Cl2 + HCl 

 CH2Cl2 + Cl2->CHCl3 + HCl 

 CHCl3 + Cl2->CCl4 + HCl 

इन मध्यवर्ती प्रजातियों की सांद्रता की गणना गतिज समीकरणों की प्रणाली को एकीकृत करके की जा सकती है। पूर्ण प्रतिक्रिया एक मुक्त मूलक प्रसार प्रतिक्रिया है जिसे नीचे विस्तार से भरा गया है।

दीक्षा: यह प्रतिक्रिया थेर्मलिसिस  (हीटिंग) या  photolysis  (प्रकाश का अवशोषण) द्वारा हो सकती है जिससे आणविक क्लोरीन बंधन टूट जाता है। <रसायन> Cl-Cl ->[h \nu] Cl. + सीएल। 

जब बंधन टूट जाता है तो यह दो अत्यधिक प्रतिक्रियाशील क्लोरीन परमाणु पैदा करता है।

प्रसार: इस चरण में दो अलग प्रतिक्रिया वर्ग होते हैं। पहला क्लोरीन रेडिकल्स द्वारा कार्बन प्रजातियों से हाइड्रोजन को अलग करना है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अकेले क्लोरीन परमाणु अस्थिर होते हैं, और ये क्लोरीन परमाणु कार्बन प्रजातियों के एक हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। परिणाम हाइड्रोक्लोरिक एसिड और एक नए कट्टरपंथी मिथाइल समूह का गठन है।

<रसायन> सीएच3-एच + सीएल। -> सीएच3. + एच-सीएल 

<रसायन> CH2Cl-H + Cl। -> सीएच2सीएल। + एच-सीएल 

<रसायन> सीएचसीएल2-एच + सीएल। -> सीएचसीएल2. + एच-सीएल 

<रसायन> CCl3-H + Cl। -> सीसीएल3. + एच-सीएल </केम>

ये नई रेडिकल कार्बन युक्त प्रजातियां अब एक दूसरे Cl. के साथ प्रतिक्रिया करती हैं2 अणु यह क्लोरीन रेडिकल को पुन: उत्पन्न करता है और चक्र जारी रहता है। यह प्रतिक्रिया इसलिए होती है क्योंकि रेडिकल मिथाइल प्रजातियां रेडिकल क्लोरीन की तुलना में अधिक स्थिर होती हैं, लेकिन नवगठित क्लोरोमेथेन प्रजातियों की समग्र स्थिरता ऊर्जा अंतर से अधिक होती है।

<रसायन> CH3. + Cl-Cl -> CH3Cl + Cl। </केम>

<रसायन> CH2Cl. + Cl-Cl -> CH2Cl2 + Cl। </केम>

<रसायन> CHCl2. + Cl-Cl -> CHCl3 + Cl। </केम>

<रसायन> CCl3. + Cl-Cl -> CCl4 + Cl। </केम>

प्रतिक्रिया के प्रसार के दौरान, कई अत्यधिक प्रतिक्रियाशील प्रजातियां हैं जिन्हें हटा दिया जाएगा और समाप्ति चरण में स्थिर कर दिया जाएगा।

समाप्ति: इस तरह की प्रतिक्रिया तब होती है जब कट्टरपंथी प्रजातियां सीधे बातचीत करती हैं। समाप्ति प्रतिक्रियाओं के उत्पाद आम तौर पर मुख्य उत्पादों या मध्यवर्ती की तुलना में बहुत कम उपज होते हैं क्योंकि अत्यधिक प्रतिक्रियाशील कट्टरपंथी प्रजातियां शेष मिश्रण के संबंध में अपेक्षाकृत कम सांद्रता में होती हैं। इस तरह की प्रतिक्रिया स्थिर पक्ष उत्पाद, अभिकारक या मध्यवर्ती उत्पन्न करती है और श्रृंखला प्रतिक्रिया के प्रचार के लिए उपलब्ध रेडिकल की संख्या को कम करके प्रसार प्रतिक्रिया को धीमा कर देती है।

कई अलग-अलग समाप्ति संयोजन हैं, कुछ उदाहरण हैं:

ईथेन (एक साइड प्रोडक्ट) की ओर ले जाने वाले सी-सी बॉन्ड से मिथाइल रेडिकल्स का संघ।

<रसायन> CH3. + सीएच3. -> CH3-CH3 </केम>

एक मिथाइल रेडिकल का एक सीएल रेडिकल बनाने वाला क्लोरोमेथेन (एक मध्यवर्ती बनाने वाली दूसरी प्रतिक्रिया) का संघ।

<रसायन> CH3. + सीएल। -> CH3Cl </केम>

क्लोरीन गैस में सुधार के लिए दो सीएल रेडिकल्स का संघ (एक अभिकारक में सुधार करने वाली प्रतिक्रिया)।

<रसायन> सीएल। + सीएल। -> Cl2 </केम>

यह भी देखें

 * सक्रिय परिसर

इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

 * प्रारंभिक चरण
 * संक्रमण की स्थिति
 * मुक्त मूलक
 * प्रतिक्रिया की दर
 * गैस स्थिरांक
 * रसायन उद्योग
 * सामान्य प्रक्रिया