12. fejezet
A 200 g moláris tömegű atomokat a nyugvó hidrogénmolekulák felé hajtják. Mekkora lesz az a minimális sebesség, amely szükséges ahhoz, hogy ezek az atomok megszakítsák a H - H kötést
A H - H kötés energiája megegyezik a moláris energiával, elosztva az AVOGADRO számával:
E = 102 kcal mol - 1 ґ 4,18 J/cal/6,02 10 23 = 427 000 joule/6,02 10 23
Egy részecske kinetikus energiája olyan, hogy (SI-ben)
v 2 = 427 000 joule ґ 2/0,2 = 4 270 000
A perfluor-metánban lévő C - F kötés energiája 485 kJ/mol. Mondjuk meg, hogy a következő reakció kivitelezhető-e gerjesztett higanyatomokkal (4,88 eV):
CF4 + Hg * ® CF3· + ·F + Hg.
A fenti reakció lehetővé tétele érdekében mi legyen a higany atomjainak sebessége, hogy ezen atomok kinetikus energiája biztosítsa a szükséges energia kiegészítést? ?
Mivel 1 eV = 1,602 10 - 19 J, a 4,88 eV energiaértéke kJ/mol-ban 469,2 kJ/mol.
4,88 eV ґ (1,602 10 - 19 J/eV) = 7,82 10 - 19 J
Ezt az energiát egy atom támogatja. Egy anyajegy esetében a megfelelő energia a következő lesz:
7,82 10 - 19 J ґ 6,022 10 23 atom/mol = 469,2 kJ/mol
Ennek eredményeként a figyelembe vett fény energiája nem elegendő a javasolt reakció kiváltásához. A szükséges energia, 485 kJ/mol, olyan fénynek felel meg, amelynek hullámhossza legfeljebb 5,04 eV. Valójában vissza tudjuk folytatni a számítást, vagy ezt megírhatjuk
(485 kJ/mol)/(469,2 kJ/mol) = x eV/4,88 eV
Emlékeztető: rövidebb hullámhosszon, ezért nagyobb frekvencián a fotonok energiája nagyobb lesz, mint a szükséges minimum.
Az energiahiány ezért 5,04 - 4,88 eV = 0,16 eV = 2,56 10 - 20 J. Ez a különbség kinetikus energia formájában valósul meg. A minimális sebesség tehát:
E kinetika = 1/2 m v 2 hol m a higany atomjainak tömege: m = 0,2 kg/mol/6,022 10 23
2,56 10 - 20 J = 1/2 (0,2/6,022 10 23) vmin 2
vagy valamivel több, mint 1410 km/h.
Az etánban lévő C - H kötés energiája 415 kJ/mol. Lehetséges-e az etán fénybontása a reakció függvényében:
A nátrium-atomok gerjesztési szintjét 589 nm hullámhosszú fénnyel lehet elérni. Megfontolhatnánk-e a C-C kötés megszakítását ugyanazokkal a gerjesztett atomokkal? Tudjuk
Az 589 nm hullámhosszú fotonok energiája 2,087 eV. Ezért nincs meg a minimális energia, amely a javasolt hasítások végrehajtásához szükséges.
Emlékeztetők: E = h n és nem = c/l
nem = (2 998 10 8 m/s)/(589 nm 10 - 9 nm/m) = 5,09 10 14 s - 1
E = h nem = (6,626 10 - 34 J s) ґ (5,09 10 14 s - 1) = 33,72 10 - 20 J
Az eV-re való konvertálás az előző problémában már megtörtént.
Mennyi lesz a gerjesztés minimális energiája (eV-ben) annak az S-H kötésnek a szakadásához, amelynek energiáját 367 kJ/mol értékre becsüljük? Válasz: 3,82 eV
Ugyanez a kérdés a C-S kötés szakadásához, amelyet 272 kJ/mol értéken értékelnek.
UV-sugárzást kibocsátó lámpát használnak, amelynek spektruma 185 nm-től (a kvarc átviteli küszöbértéke) meghaladja a 800 nm-t (meghaladja a láthatóat). Jelölje meg a lámpa spektrumának nm-ben kifejezett részét, amely a két törés mindegyikéhez használható lesz. A spektrum melyik területén kellene általában megvilágítani egy R3C - S - H típusú vegyületet, hogy csak a C - S kötés szakadjon meg? ?
A 367 kJ/mol (S - H kötés) energiája 3,82 eV energiának felel meg. Ez az energia egy fotonnak felel meg, amelynek hullámhossza 323,25 nm. Következésképpen csak a fotonok, amelyek hullámhossza ennél az értéknél alacsonyabb, rendelkeznek a szükséges kötés megszakadásához szükséges energiával.
A C - S kötéshez 272 kJ/mol megfelel 2,83 eV-nak, valamint 437,87 nm hullámhosszú fotonoknak. . Következésképpen csak a fotonok, amelyek hullámhossza ennél az értéknél alacsonyabb, rendelkeznek a szükséges kötés megszakadásához szükséges energiával.
Csak a C - S kötés megszakításához a mintát csak a spektrum 437 nm és 323,25 nm közötti tartományában kell megvilágítani.
A 420 nm hullámhosszú fény 80% -on elnyelődik, amikor 10 cm-es gázvastagságon halad át. Számítsa ki az abszorpciós együtthatót, ha a gáz légköri nyomás ?
A gáznemű közegen áthaladó fény abszorpciójának törvénye olyan, hogy én = én0 - µPd. Ebben a képletben, én az átadott intenzitás, én0 a beesés intenzitása, P a gáznyomás és d a fény által megtett távolság a gáznemű közegben. Az egyetlen ismeretlen paraméter ebben a képletben a µ, érték, amelyet keresünk. A logaritmikus forma: