Примеры решения задач

Пример 1.При инициировании фотохимической реакции необходимая для возбуждения энергия равна 126 кДж/моль. Определите численные значения величин, соответствующих этой энергии: частоту света, волновое число, длину волны, число электронвольт.

Решение.

1. Частота света равна:

=3,16·10¹⁴ с^-1.

2. Волновое число

=10500с^-1.

3.Длина волны

l = = 9,52·10^{-5 см =952 нм.}

4. Число электронвольт

=1,31 эВ.

Пример 2. Пары ацетона под действием монохроматического света с длиной волны 313 нм разлагаются по уравнению

.

При проведении опыта в реакторе объемом 59 см³ при температуре 56,7 °С зафиксированы следующие данные: начальное давление Р₀=102,16 кПа; конечное давление Р=104,42 кПа; интенсивность направляемого светового потока I = 4,81·10^-3 Дж·с^-1; длительность облучения 7 ч; пары ацетона поглощают 91,5% ( ) от интенсивности пропускаемого светового потока. Определите квантовый выход реакции.

Решение.

1. Рассчитаем количество молей вещества, образовавшегося в ходе фотохимической реакции:

=4,86·10^-5 моль.

Скорость образования продуктов равна:

= 3,27·10^-8 моль/л·с.

3.Энергия одного кванта равна:

=6,36·10^-19 Дж.

4. Интенсивность поглощенного ацетоном светового потока

= 1,95·10^-7 моль/л·с.

5.Общий квантовый выход равен:

=0,168.

Вопросы и задания для самоконтроля.

1. Проанализируйте случаи, когда фотохимическая реакция имеет нулевой или первый порядок по концентрации поглощающего света вещества.

2. Что называют общим квантовым выходом Ф фотохимической реакции? Укажите интервал возможных значений Ф.

3. Дайте определение первичного квантового выхода . Может ли быть больше единицы?

4. Какой процесс называют флуоресценцией? Для каких молекул она характерна? Каков интервал жизни для флуоресценции?

5. Какой процесс называют фосфоресценцией? Каков интервал жизни для фосфоресценции?

6. Какие процессы рассматривает механизм Штерна–Фольмера?