Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

В термических реакциях для преодоления энергетического барьера частицы, которые сталкиваются, приобретают энергию за счет термического возбуждения. Однако энергия может быть получена и другим путем - в виде кванта света

электромагнитного излучения. При поглощении кванта света образуется электронно-возбужденная частица, значительно отличается от частиц, находящихся в основном состоянии, по свойствам, в том числе и по способности к химическим превращениям.

 

Реакции, протекающие под действием видимого или ультрафиолетового излучения, называют фотохимическими.

 

Иногда поглощения кванта света оказывается достаточным для разрыва химической связи, и освещение приводит к образованию свободных атомов и радикалов. Поглощение кванта света происходит, если излучение соответствует участку спектра поглощения данного вещества. Например, уксусный альдегид поглощает в ультрафиолетовой области и устойчив в видимой. Все белки и нуклеиновые кислоты бесцветные, есть устойчивые к видимому свету (гемоглобин окрашен за счет небелкового компонента - гема), поэтому все фотохимические реакции с их начинаются за действия жесткого ультрафиолетового излучения на длине волны X <300 нм. Напротив, вещества, которые могут поглощать световую энергию, окрашенные. Время жизни электронно-возбужденных частиц с

 

- Около 10-3 с. Если фотохимические преобразования не происходят, то частица или высвечивает квант света, переходя в невозбужденном состоянии (наблюдается свечение вещества - флюоресценция), либо происходит переход энергии электронного возбуждения в энергию теплового возбуждения (разогрев освещаемой системы). Поэтому каждый квант поглощенного света не обязательно приводит к химическому превращению. Важной характеристикой является квантовый выход реакции - отношение количества частиц, прореагировали, количеству поглощенных квантов света. Здесь ион Fe2 +, поглотив квант света при освещении ультрафиолетовым светом на длине волны 250 нм, перешел в возбужденное состояние и стал сильным окислителем. За счет поглощения энергии солнечного света происходят очень важные процессы

 

- Фотосинтез углеводов и образование O2 с CO2 и H2O. Свет поглощается пигментом - хлорофиллом, который возбуждается и начинает цепные реакции.

 

Согласно этой реакции для образования молекулы глюкозы хлорофилл должен 24 раза поглотить квант света и отдать свой возбужденный электрон для восстановления CO2. Отдавая электрон, хлорофилл приобретает свойства окислителя и пытается вернуть электрон. Этот электрон он получает от молекулы воды по сложному цепочкой реакций.

 

2H2O -> O2 + 4H + + 4e

 

Для получения 24 e эта цепочка имеет повторяться 6 раз - на одну молекулу глюкозы образуется 6 молекул O2. Способность поглощать видимый и ультрафиолетовое излучение слабо зависит от состояния термического возбуждения. Поэтому скорость фотохимических реакций не зависит от температуры, т.е. энергия активации фотохимических реакций близка к нулю. Это справедливо для элементарной фотохимической реакции. Если в результате фотохимической реакции возникают высоко реакционную ноздатни частицы (свободные радикалы), то начинается сложное химическое превращение, которое содержит и нефотохимични (темный) стадии. За счет темновых стадий температура влияет на весь процесс.

 

Кроме реакции фотосинтеза, большое значение имеют фотохимические реакции, происходящие в атмосфере. В нижней части атмосферы - тропосфере (h = 10 км) содержатся до 80% всей массы воздуха и почти все водяные пары. Углекислый газ и вода существенно влияют на климат Земли.

 

Солнечное излучение улавливается Землей в видимой и инфракрасных областях спектра. Излучаемая Землей энергия приходится на инфракрасную область спектра. В связи с тем, что СО2 и Н2О поглощают в этой области, они задерживают часть энергии.



Загрузка...
Яндекс.Метрика