Экологическая химия. Чибисова Н.В - 64 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

БФУ им. Канта | Калининград

Составители: 

Рубрика: 

62
Хотя на верхние зоны атмосферы приходится лишь небольшая часть ее
массы, эти верхние слои в значительной мере определяют жизнь на по-
верхности Земли. Они защищают нашу планету от потока лучей и града
частиц высоких энергий. В результате такого воздействия молекулы и ато-
мы подвергаются химическим превращениям. Диффузное разделение (бо-
лее
тяжелые внизу, более легкие наверху) за длительный период привело к
тому, что на высоте 500 - 1000 км элемент гелий становится основным
компонентом атмосферы. Гелиевая корона Земли простирается примерно
до 1600 км, а выше 2000 -3000 км преобладает водород.
7.2. Фотодиссоциация
Солнце испускает энергию с разной длиной волны. Коротковолновое
излучение в ультрафиолетовой области спектра обладает высокой
энерги-
ей, вызывающей химические реакции. При этом энергия фотона (Е = hν)
должна быть достаточна для разрыва химической связи в молекуле и ини-
циирования процесса. Кроме того, молекулы должны поглощать фотон,
энергия которого должна превращаться в какую-либо иную форму. Первая
реакция - фотодиссоциация кислорода:
О
2
(г) + hν → 2 О (г) . (1)
Максимальная энергия, которая необходима для такого превращения,
равна 495 кДж/моль. Можно выполнить нетрудный расчет (см. ниже зада-
чу) и определить, каковы должны быть ν и λ этого излучения.
λ равна
242 нм. Значит, любой фотон с длиной волны менее 242 нм имеет доста-
точную энергию для этой реакции (чем короче λ, тем выше энергия).
Задача. Какая длина волны фотона соответствует молярной энергии
диссоциации связи 495 кДж/моль?
Решение. Сначала вычислим энергию, необходимую для разрыва связи
в одной молекуле.
Е` =
N
)молярная(E
=
молекул 10022,6моль
мольДж 495000
23
⋅⋅
⋅
= 8,22·10
–19
молекула
Дж
.
Найдем частоту колебания, зная, что энергия фотона Е = hν; ν =
h
E
=
=
сДж10625,6
Дж1022,8
34
19
⋅⋅
⋅
−
−
= 1,24·10
15
с
-1
. 
    Хотя на верхние зоны атмосферы приходится лишь небольшая часть ее
массы, эти верхние слои в значительной мере определяют жизнь на по-
верхности Земли. Они защищают нашу планету от потока лучей и града
частиц высоких энергий. В результате такого воздействия молекулы и ато-
мы подвергаются химическим превращениям. Диффузное разделение (бо-
лее тяжелые внизу, более легкие наверху) за длительный период привело к
тому, что на высоте 500 - 1000 км элемент гелий становится основным
компонентом атмосферы. Гелиевая корона Земли простирается примерно
до 1600 км, а выше 2000 -3000 км преобладает водород.

                           7.2. Фотодиссоциация

    Солнце испускает энергию с разной длиной волны. Коротковолновое
излучение в ультрафиолетовой области спектра обладает высокой энерги-
ей, вызывающей химические реакции. При этом энергия фотона (Е = hν)
должна быть достаточна для разрыва химической связи в молекуле и ини-
циирования процесса. Кроме того, молекулы должны поглощать фотон,
энергия которого должна превращаться в какую-либо иную форму. Первая
реакция - фотодиссоциация кислорода:
                              О2 (г) + hν → 2 О (г) .                      (1)
    Максимальная энергия, которая необходима для такого превращения,
равна 495 кДж/моль. Можно выполнить нетрудный расчет (см. ниже зада-
чу) и определить, каковы должны быть ν и λ этого излучения. λ равна
242 нм. Значит, любой фотон с длиной волны менее 242 нм имеет доста-
точную энергию для этой реакции (чем короче λ, тем выше энергия).
    Задача. Какая длина волны фотона соответствует молярной энергии
диссоциации связи 495 кДж/моль?
    Решение. Сначала вычислим энергию, необходимую для разрыва связи
в одной молекуле.
           E( молярная )        495000 Дж ⋅ моль                    Дж
    Е` =                 =                  23
                                                     = 8,22·10–19          .
                   N       моль ⋅ 6,022 ⋅ 10 молекул              молекула
                                                                         E
    Найдем частоту колебания, зная, что энергия фотона Е = hν; ν =           =
                                                                         h
     8,22 ⋅ 10 −19 Дж
=             −34
                       = 1,24·1015 с-1.
   6,625 ⋅ 10 Дж ⋅ с




62

Страницы