Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Примеры решения задач. Какая часть светового потока поглощается раствором, оптическая плотность которого

Пример 11. | Примеры решения задач | Электродные потенциалы | Элeктрoлиз. | Примеры решения задач | Пример 9. | Пример 10. | Пример11. | Химическое равновесие | Примеры решения задач |


Читайте также:
  1. Cитуационная задача.
  2. Cитуационная задача.
  3. Cитуационная задача.
  4. I. . Психология как наука. Объект, предмет и основные методы и психологии. Основные задачи психологической науки на современном этапе.
  5. I. Учебные задачи курса, рассчитанные на 10 учебных семестров
  6. I.2. Основные задачи на период с 2006 по 2020 годы
  7. II. Место педагогики в системе наук о человеке. Предмет и основные задачи педагогики

Пример 1.

Какая часть светового потока поглощается раствором, оптическая плотность которого равна 2?

Решение:

Оптическая плотность вычисляется по формуле:

I0 1

D = lg ¾ = lg ¾,

It Т

где It – интенсивность светового потока, прошедшего через раствор, I0 – интенсивность падающего светового потока, Т – оптическое пропускание раствора.

Подставляем данные по условию задачи: lg (1/Т) = 2; (1/Т) = 10 2, отсюда Т = 10 – 2 = 0,01. Поглощение образца находится как: А = 1 – Т = 0,99.

Таким образом, раствором поглощается 99% падающего светового потока.

Пример 2.

На кювету с раствором, имеющим оптическую плотность равную 3, падает 1020 квантов света. Сколько квантов света проходит сквозь кювету без поглощения?

Решение:

По определению, оптическая плотность есть:

D = lg (I0 / It) = lg (1/Т),

где It – интенсивность светового потока, прошедшего через раствор, I0 – интенсивность падающего светового потока, Т – оптическое пропускание раствора.

Подставляем данные по условию задачи: D = lg (1/Т) = 3, отсюда 1/Т = 1000, а Т = 0,001.

Следовательно, раствор будет пропускать одну тысячную часть светового потока, это в данном случае соответствует 0,001 × 1020 = 1017 квантов света.

Пример 3.

На первой стадии фотохимической реакции молекулы поглощают кванты актиничного излучения с длиной волны 355 нм. Как изменится энергия этих молекул?

Решение:

Согласно второму закону фотохимии, одной молекулой вещества поглощается только один квант света, следовательно, на первой стадии фотохимической реакции энергия поглощаемого кванта актиничного излучения полностью сообщается молекуле, которая становится при этом возбужденной частицей.

Энергия кванта света, необходимого для фотохимического превращения, рассчитывается по уравнению Планка: Екв = hc / l, где h – постоянная Планка, с – скорость света, l - длина волны излучения.

Подставляя данные в уравнение Планка, получаем:

3 × 10 8 м/c × 6,63 × 10 – 34 Дж×с

Екв = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 5,9 × 10 – 19 Дж.

335 × 10 – 9 м

 

Таким образом, на первой стадии фотохимической реакции молекула, поглотив квант света, увеличит свою энергию именно на эту величину

5,9 × 10 – 19 Дж, что составляет: 5,9 × 10 – 19/ 1,6 × 10– 19 = 3,7эВ.

Пример 4.

В результате реакции между озоном и оксидом азота (II) образовалось 3,2 г оксида азота (IV) - NO2. Рассчитайте квантовый выход реакции, если при этом поглотилось 3,7·1022 квантов света.

Решение:

Квантовый выход реакции (g) можно рассчитать по следующей формуле:

g = N прод./ N кв. ,

где Nпрод. – число молекул продукта реакции; Nкв. - число поглощенных квантов.

Число молекул продуктов реакции можно найти, зная количество образовавшегося вещества n: N прод. = NA×n, где NA –число Авогадро. Количество вещества может быть рассчитано по следующей формуле: n = m / М, где m – масса полученного оксида азота (IV), М – его молярная масса (46 г/моль). Объединяя две последние формулы, получаем следующее выражение:

N прод. = m × NA / M.

Подставляем в него данные по условию задачи:

3,2 г × 6,02× 1023 1/моль

N прод. = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 4,9 × 1022.

46 г/моль

Число молекул продуктов реакции подставляем в формулу для определения квантового выхода реакции:

4,9 × 1022

g = ¾¾¾¾ = 1,13.

3,7·1022

 

Пример 5.

Рассчитайте энергию кванта света (Дж) актиничного излучения с длиной волны 310 нм, вызывающего фотопревращение этана в этилен: С2Н6 + hn → С2Н4 + H2.

Решение:

Энергия кванта света, необходимого для фотохимического превращения, рассчитывается по уравнению Планка:

Екв = hc / l,

где h – постоянная Планка, с – скорость света, l - длина волны излучения.

Подставляя данные в уравнение Планка, получаем:

 

3 × 10 8 м/c × 6,63 × 10 – 34 Дж×с

Екв = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 6,4 × 10 – 19 Дж.

310 × 10 – 9 м

 


Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 453 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Первый закон фотохимии: только поглощаемый веществом свет может вызвать в нем фотохимическую реакцию.| Пример 6.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)