Химиялық термодинамиканың негізі § термодинамиканың бірінші заңы термодинамикалық түсініктер мен анықтамалар
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
Микро сож соож
| § 4. ФОТОХИМИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАР
Термиялық процестер нәтижесінде активтенетін реакциялардағы әрекеттесетін молекулалар кақтығысу кезінде пайда болатын энергияны өзара қайта бөліп алады. Мұндайда активті молекулалар қалғандармен термиялык тепе-теңдікте болады. Басқа реакциялар сәуле әсерінен немесе тез қозғалатын бөлшектер көмегімен активтенеді. Мұндай реакциялар фотохимия, плазмохимия, радиохимия және басқа да бөлімдерде қарастырылады. Бұл реакциялардың бірнеше ортақ ерекшеліктері бар. 1. Олардың бәрі дерлік келесі механизм бойынша жүреді. Әуелі активтендіретін агент әсерінен активті бөлшектер — қозған молекулалар, атомдар, радикалдар мен иондар пайда болады. Мұны бастапқы процестер дейді. Сонан соң жаңадан пайда болған активті бөлшектер басқа молекулалармен, не өзара әрекеттеседі. Мұны екінші процестер дейді. Әдетте, бұл процестер термия-лық жағдайдағыдай жүреді және олардың активтендіру энергиясы төмен. 2. Бұл реакциялардың активтендіру жылдамдығы температураға шамалы тәуелділікте болады, өйткені мұндағы бірінші процесс температураға тәуелсіз де, екіншіде активтендіру энергиясы аз. 3. Термиялық емес активтенудегі, берілген температурадағы больцмандық таралуға сәйкес болатын концентрациямен салыстырғанда, бұл реакциядағы активті бөлшектердің концентрациясы артық. Мұндай жағдайларда активті молекулалар арасында термодинамикалық тепе-теңдік болмайды. Сондықтан да берілген температурадағы әрекеттесетін заттардың концентрациясы, осы тұстағы тепе-теңдікке сәйкес болатын концентрациядан артық. Фотохимиялық реакциялар деп химиялық реакцияға түсетін заттардың бірі сәуле квантын өзіне сіңіріп, нәтижесінде өзі активті бөлшекке айналып онан әрі жүретін реакцияларды айтады. Фотохимиялық процестерді екі топқа бөлуге болады. Бірінші процестерде сәулелену себепші болады. Бұлар сәуле әсерінсіз де жүре алады (ΔGp,T <0). Сәуле энергиясы тек активті бөлшектердің пайда болуына себепші болып, процесс ағымын катализдейді. Екінші топқа берілген жағдайда өздігінен жүре бермейтін процестер жатады (ΔGp,T >0). Ол үшін сырттан жұмсалатын жұмыстын болуы шартты нәрсе. Бұған қажетті энергия сәуле толқынындағы электромагнит түрінде жеткізіледі. Затқа сіңген сәуле, бұл системадағы энергия қорын арттырып, тепе-теңдік константасын өзгертеді. Фотохимиялық реакцияларға өсімдіктегі фотосинтез, бояулардың оңуы, сәуле әсерінен ыдырау реакциясы, суретке түсіру құбылысы және тағы басқа процестер мысал болады. Фотохимиялық реакциялар газдарда да, сұйықта да, қатты заттарда да жүре береді. Алғашқы рет 1817 жылы К.Гроттус тек системаға дарыған сәуле ғана химиялық өзгеріс туғызатынын анықтады. Ал, 1855 жылы Р. Бунзен хлор мен сутек арасындағы реакциядан шығатын өнімнің мөлшері әрекеттесетін газ қоспасына түсетін сәуле жарықтығы мен сәуле түскен уақытқа пропорционалдығын көрсетеді. К. А. Тимирязев (1875) және Вант-Гофф (1904) сәуле әсерінек жүретін реакциялардағы химиялық өзгерістерге тап болатын заттардың және осы тұста жаңадан түзілетін өнімнің мөлшері оларға дарыған сәуле энергиясына тура пропорционал болатынын ашты. Сәуле табиғатының (1910) кванттық құрылымын анықтаған жақалық фотохимиялық процестердің негізгі теориялық жағдайын қалыптастыруға мүмкіндік туғызды. Ал, 1912 жылы А. Эйнштейн ашқан фотохимиялық эквиваленттік заңы аса маңызды бетбұрыстың бірі: алғашқы фотохимиялық айналу актісіне кезіккен молекула саны осында дарыған сэуле квантыныц санына тең. АВ молекулаларын сәулелендіру кезінде жүретін фотохимиялық процестердің жалпы схемасы: жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|