Основное уравнение фотохимических реакций
скорость фотохимической реакции коэффициент пропорциональности.
АНАЛИЗ УРАВНЕНИЯ. 1) , тогда величиной можно пренебречь относительно 1. Поэтому . , реакция протекает по нулевому порядку (n=0). 2) , тогда , а . Поэтому (n=1). Реакция протекает по уравнению первого порядка.
ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. Для обычных реакций . Для фотохимических реакций , т. е. скорость фотохимических реакций практически не зависит от температуры. Это объясняется тем, что за счет поглощения света в первичных реакциях приобретается настолько большая энергия, что повышение температуры может изменить её незначительно. Скорость фотохимической реакции определяется интенсивностью падающего света и длиной волны: , .
Все фотохимические реакции делятся на два типа: 1) реакции, которые могут протекать как на свету, так и в темноте ( ) – фотокаталитические реакции. В этом случае свет играет роль источника дополнительной энергии, необходимой для преодоления энергетического барьера и возбуждения реакции. 2) реакции, которые в темноте термодинамически неразрешимы ( ), а при облучении светом происходит изменение свободной энергии системы ( ), и реакция становится термодинамически возможной. В основном, это реакции фотохимического разложения. В них количество прореагировавшего вещества пропорционально количеству поглощенного света. ГЕТЕРОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ. Гетерогенными называются процессы, происходящие на поверхности раздела соприкасающихся фаз. Например, химические процессы: горение топлива, окисление металлов кислородом воздуха, реакции на поверхности катализаторов; физические процессы: растворение газов и твердых тел в жидкостях, кристаллизация чистых жидкостей и растворов и др. Все гетерогенные процессы протекают в 5 стадий: 1) подвод вещества к поверхности раздела фаз; 2) адсорбция; 3) химический процесс; 4) десорбция; 5) отвод продуктов реакции. 1 и 5 стадии описываются законами диффузии, 3 стадия – законами кинетики, 2 и 4 стадии – законами адсорбции. Скорость всего процесса определяется лимитирующей (самой медленной) стадией. По характеру лимитирующей стадии определяется область протекания реакции в целом. Если лимитирующими стадиями являются 1 и 5 стадии, то говорят, что процесс протекает в диффузионной области, если лимитирующая 3 стадия – то в кинетической области.
ДИФФУЗИЯ.
Диффузия – это процесс самопроизвольного выравнивания концентраций. Движущей силой диффузии является градиент концентрации . 1) Диффузия протекает в том случае, если имеется градиент концентрации, т. е. (условие протекания диффузии). 2) Диффузия идет в направлении от области с большей концентрацией к области с меньшей концентрацией: ; (направление процесса). 3) Пределом протекания процесса диффузии является выравнивание концентраций ( ).
По зависимости градиента концентрации от времени диффузия делится на 2 процесса: 1) стационарный , где время. Подчиняется I закону Фика. 2) нестационарный . Подчиняется II закону Фика.
Стационарная диффузия описывается I законом Фика: , где коэффициент диффузии; площадь сечения, через которую проходит диффузия; градиент концентрации; время; масса вещества, которая проходит через сечение S за время с градиентом концентрации . Коэффициент диффузии зависит от вязкости среды и температуры : , где const Больцмана; Т – температура, К; вязкость среды. Повышение температуры в меньшей степени влияет на диффузионные процессы, чем на кинетические. Повышение температуры на 100С увеличивает коэффициент диффузии примерно на 20%. Факторы, влияющие на коэффициент диффузии: 1. Температура: Т↑ D↑. 2. Вязкость: ↑ D↓. 3. Перемешивание: с увеличением скорости перемешивания диффузия будет увеличиваться. 4. Площадь: S↑ D↑, S↓ D↓.
Приведем I закон Фика к виду: Условия стационарной диффузии: и
Нестационарная диффузия описывается II законом Фика: ;
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (189)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |