Химическое превращение вещества может быть вызвано только тем светом, который этим веществом поглощается.

Отраженные веществом лучи, а также прошедшие сквозь него, не вызывают никаких химических превращений.

Количественно фотохимический процесс выражается уравнением:

m= к W τ, где

m - масса прореагировавшего вещества;

W - мощность света;

τ - время;

к- коэффициент пропорциональности, который соответствует массе вещества, приходящейся на единицу поглощенной световой энергии.

Это уравнение справедливо только для первичных фотохимических реакций.

Рассмотрим механизм фотохимической реакции:

1-я стадия- образование фотовозбужденных молекул

А + hν → A , где

А - молекула в исходном состоянии;

А - молекула реагента, поглотившая квант света с энергией .

Возбужденные молекулы распадаются или вступают в реакции с другими реагентами, образуя радикалы или ионы Х₁ и Х₂:

A + В→ X₁+X₂

Эта реакция называется первичной.

Активные частицы (ионы или радикалы) вступают во вторичные реакции, в которых образуются конечные продукты:

X₁+B → С

X₂+B → D

Между количеством лучистой энергии, поглощенной частицами вещества и количеством, фотохимически прореагировавших частиц, существует соотношение, выражающее закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна:

Число частиц, подвергшихся первичному фотохимическому превращению равно числу поглощенных ими квантов света.

Для суждения о том, применим ли к данной фотохимической реакции закон эквивалентности Эйнштейна, пользуются понятием о квантовом выходе реакции:

Квантовым выходом γ называется отношение числа N частиц, претерпевших химическое превращение, к числу поглощенных квантов:

Q- энергия поглощенного излучения.

Квантовый выход не для всех фотохимических реакций равен единице. Он может быть больше или меньше единицы.

Значение больше единицы объясняется тем, что вслед за собственно фотохимической реакцией происходят вторичные реакции, в результате чего на один поглощенный фотон приходится не одна, а несколько молекул продукта реакции.

Например: - первичная реакция.

Один квант вызывает превращение трех молекул кислорода.

Причиной значения γ < 1 является наличие примесей, которые поглощают фотоны. В некоторых случаях пониженный квантовый выход объясняется обратимостью химической реакции.

К фотохимическим реакциям относятся фотосинтез, зрительный процесс, образование загара кожи.

Цепные реакции. При образовании хлороводорода квантовый выход очень велик и составляет , в связи с этим М.Боденштейн предложил цепной механизм подобных реакций, при котором фотохимическая реакция только начинает цепь и в дальнейшем не играет никакой роли. Например,

и т.д.

Зарождение цепи реакций происходит не только под влиянием света, но и под действием радиоактивного излучения, введение свободных атомов.

Например, введение паров Na инициирует смесь H2 и Cl2

Na + Cl → NaCl+Cl

Из сказанного следует, что первая стадия цепных реакций может быть вызвана самыми различными способами.

Вторая стадия- рост цепи- может носить простой и разветвленный характер. Взаимодействие H₂ и Cl₂ является примером простой цепной реакции.

В реакциях с разветвленной цепью на каждый исчезающий активный центр, возникает несколько новых. Схематично это можно представить следующим образом:

Многие реакции, протекающие в организме под действием ферментов, носят цепной характер. Рассмотрим перекисное окисление липидов.

- органический радикал;

- липид;

- пероксидный радикал;

- органический пероксид.

Третья стадия представляет собой процесс гибели активных частиц.

Явление обрыва цепи было рассмотрено в опытах Н.Н.Семенова.

Причины обрыва цепи :

- добавление инертного газа;

- взаимодействие активных частиц со стенками сосудов;

- образование неустойчивых соединений типа HO₂, соответствующего тетраокисям металлов NaO₂, KO₂;

Отличительные черты цепных реакций.

- большой квантовый выход;

- высокая чувствительность к примесям;

- зависимость скорости от формы и размеров реакционных сосудов;

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. CПИСОК ТЕМ ДЛЯ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ
2. Cущность и структура экономических систем
3. D.3. Системы эконометрических уравнений
4. E) MC должны быть ниже чем AVC
5. E) Воспитание сознательного отношения, склонности к труду как основной жизненной потребности путем включения личности в активную трудовую деятельность.
6. E) может быть необъективным, сохраняя беспристрастность
7. E) темный цвет кожи, черные курчавые волосы, толстые губы, широкий нос.
8. I. Мир путем устрашения; вооружения и союзы
9. I. Понятие и система криминалистического исследования оружия, взрывных устройств, взрывчатых веществ и следов их применения.
10. I. Является Советский Союз социалистической системой?
11. I.Расчет подающих трубопроводов системы горячего водоснабжения при отсутствии циркуляции.
12. II. Превращение Сталиным коммунистической революции в административную