Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Фотохимические реакции. Законы фотохимии






     

    Это реакции, которые протекают под действием света или реакции, энергия для протекания которых подводится в реакционную систему в форме электромагнитных колебаний (видимый свет, УФ-излучение и реже ИК-лучи). Фотохимические реакции: реакции синтеза, разложения, окисления, изомеризации, полимеризации и другие. Все фотохимические реакции протекают в две стадии:

    1. Первичные реакции - протекают непосредственно под действием света (возникновение активных частиц). К этим процессам относятся:

    а) диссоциация молекул на атомы или радикалы (фотолиз)

    АВ + hν → А ˙ + В ˙, пример: Cl2 + hν = 2Cl ˙;

    б) возбуждение молекул или атомов с образованием активной частицы (энергии кванта не хватает для диссоциации молекул)

    М + hν → М *, где hν - световой квант, М * - возбужденная молекула;

    в) ионизация молекул или атомов с выделением электрона (фотоэффект)

    М + hν → М+ + ē,

    Пример - эмульсия AgBr в желатине (при фотографировании). Свет, действуя на молекулу, в которой сравнительно легко осуществляется окислительно-восстановительный процесс, может играть роль фактора, способствующего переносу электрона. Бромистое серебро под действием света разлагается таким образом, что электрон галогена переходит к иону серебра, вызывая его восстановление.

    Br- + hν = Br + ē,

    Ag+ + ē = Ag (кристаллы),

    Br + Br = Br2.

    2. Вторичные реакции - не требующие света (взаимодействие активных частиц с другими молекулами или друг с другом). Активные частицы, образовавшиеся в первичных процессах, могут передавать свою энергию молекулам другого вещества, а те затем вступать в химическую реакцию. Такой процесс называется сенсибилизацией.

    Например - диссоциация водорода в присутствии паров ртути (пары ртути - фотосенсибилизаторы, ускоряющие фотохимическую реакцию):

    Hg + hν → Hg *,

    Hg * + H2 → Hg + 2H ˙.

    Если облучать молекулярный водород монохроматическим светом с длиной волны, соответствующей одной из спектральных резонансных линий ртути, то никакой диссоциации водорода не происходит. Но достаточно добавить к водороду незначительное количество паров ртути, как начинается диссоциация.

    Рассмотрим основные законы фотохимии.

    Закон Бугера-Ланберта-Беера (закон поглощения света, используется в спектроскопии): количество световой энергии, поглощенной раствором, пропорционально концентрации растворенного вещества и длине пути света в поглощающем веществе.

    J = J0·10-ε с l,

    где J0 - интенсивность падающего света, J - интенсивность прошедшего света, l – расстояние, через которое проходит свет (длина кюветы), с - концентрация вещества, e - молярный коэффициент экстинции (характеризует оптические свойства растворенного вещества)

    Закон Гроттуса-Дрепера: химически активным является лишь тот свет, который поглощается реакционной средой.

    Пример: диссоциация водорода в присутствии паров ртути.

    Важным является закон фотохимической эквивалентности Штарка-Эйнштейна: каждая молекула, реагирующая под действием света, поглощает один квант радиации, вызывающий реакцию.

    Следовательно, количество энергии, поглощаемое 1 молем вещества:

    Е = NA·hν = NA·h·c/λ, где NA - число Авогадро, h - постоянная Планка,

    ν - частота колебаний, λ - длина волны, с - скорость света.

    При опытной проверке закона фотохимической эквивалентности часто обнаруживаются расхождения с теорией, а именно, количество прореагировавшего вещества оказывается больше или меньше количества поглощенной энергии. Эти расхождения объясняются течением вторичных процессов и характеризуются величиной квантового выхода (обозначается, изменяется в интервале от 10-3 до 106):

    φ = (число прореагирующих молекул) / (число поглощенных квантов).

    1) Реакция с квантовым выходом φ =1. Это реакции, протекающие в одну стадию (отсутствуют вторичные процессы). Например, образование H2O2 из смеси О2 и Н2 или разложение сероводорода в бензольном растворе.

    2) Реакция с квантовым выходом φ < 1. Например, важнейшая реакция синтеза углеводов в растениях:

    СО2 + Н2О + hν → 1/6 C6Н12О6 + О2.

    Эта реакция является термодинамически невозможной, а протекает за счет фотоэнергии. На одну молекулу требуется 8 квантов света (φ =1/8). Реакция сенсибилизируется хлорофиллом в виде сложных биологических структур - хлоропластов.

    3) Реакции с квантовым выходом φ > 1. Пример, реакция фотолиза HJ (φ =2):

    HJ + hν → H ˙ + J ˙

    H ˙ + HJ → H2 + J ˙

    J ˙ + J ˙ → J2

    2HJ + hν = H2 + J2.

    4) Реакция с квантовым выходом Φ > > 1. Это фотокаталитические реакции, в которых свет выполняет функцию катализатора. Например, реакция образования HCl имеет φ ≈ 105 (цепная реакция): H2 + Cl2 → 2HCl. Радикал хлора, получившийся непосредственно в фотохимическом процессе, может затем регенерироваться во вторичных процессах, что приводит к большому квантовому выходу.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.