fotokémiai folyamatok
A természet a fotokémiai folyamatok osztható közvetlen és érzékeny. A sugárzás által elnyelt közvetlen reakcióval egy vagy több anyagot a reakcióban résztvevő. A reakció érzékenyített sugárzást elnyeli egy bizonyos anyag, amely gerjeszti a reakció, de maga nem vesz részt a reakcióban. Mindegyik fotoreakció három lépésből áll: a fényelnyelési átmenet és molekulák egy elektronikusan gerjesztett állapotot; primer fotokémiai eljárások, amelyek a gerjesztett molekulák és a kialakulása a primer fotokémiai termékek; másodlagos reakció anyagok kialakítva az elsődleges folyamat.
Fényáram áll. adagonként energia - fotonok. A termékeket az első szakaszban a fotokémiai folyamat lehet rövid izomereket, amelyek a nagyobb elektron energia az atomok és gyökök. Gyakran vannak párosítatlan elektront és könnyedén részt másodlagos reakciók. A másodlagos konverziós reakciók lépnek fel az elsődleges reakció termékek. Az átadás a gerjesztés egy molekula egy másik az úgynevezett érzékenyítés és az anyag, amely elnyeli a fényt, és működésű, mint energiahordozó, úgynevezett fotoszenzitív.
Sam fényérzékenyítő a reakcióban nem változik. Néha a gerjesztett molekulák reakcióba lépnek más molekulákkal az eljárásban jelen lévő, hogy képeznek stabil reakciótermékeket. Fotokémiai reakciók egyaránt előfordulhat a természetben és az iparban. Attól függően, hogy a szerepét és természetét a fény hatására, fotokémiai folyamatok három csoportba sorolhatók.
Az első csoportba tartoznak reakciók, amelyek spontán módon abszorpciója után a fényimpulzus reagensek. Ezen folyamatok, fény szerepet tölt szer és iniciátor (exoterm folyamatok, amelyek általában lánc karakter). Ezek a folyamatok a következők:
klórozási vagy brómozási szénhidrogének. Például, metán klórozásával alkotnak klórozott metán:
CH4 + CL - SN3SL + Cl 2 - CH2CI2 + Cl 2 - CHCI 3 + Cl 2 - CCI4
szintézise bizonyos polimerek. például sztirol polimerizációs eljárás előállítására polisztirol: NCH2 = CH - C6H5 - [-CH2-CH-C 6H5],
Normális körülmények között, ez a reakció lassú, de amikor megvilágított napfény vagy hő reakciót kíséri egy robbanás.
Lánc szekvenciális reakciók kapunk akkor, ha reagáltatjuk egymással, mint az aktív hely képez molekula a reakció terméket egy másik új aktív centrumában.
Szovjet akadémikus N. N. Semenov együtt alkalmazottak theorized elágazó láncú reakciók, ahol a kölcsönhatás a radikális a molekulával a kiindulási anyag van kialakítva, nem egy, hanem két vagy több új hatóanyagot oldalakat. Az elágazó szénláncú, és a reakciót gyorsan felgyorsult.
A második csoport a fotokémiai eljárások magukban foglalják, amelyre szükség van a folyamatos ellátás fényenergia a reagensekhez. Eltávolításakor fény megszakad.
Az ilyen típusú eljárást a következők:
-folyamatok az élő sejtben;
-természetes folyamat a fotoszintézis fény abszorpcióra növényi pigment - klorofill;
-megalakult az elektromos áram, a napelemek - egyike azoknak a területeknek a napenergia használata.
A leggyakoribb, különösen az űrtechnológia, szilícium fotovillamos. Egy másik terület a napenergia használata társított A napsugárzás hőenergiává az épületek fűtésére, légkondicionáló és így tovább. G. A fényérzékeny ezüst-halogenid só alapú folyamat kép a kép.
A harmadik csoport magában foglalja a kémiai folyamatok előforduló hatására a fény - fotokatalitikus reakciót. Fény ezek a folyamatok nem szívódik reagensek és a katalizátor, ami felgyorsítja a folyamatot.
Az intézkedés alapján fény gerjesztett atomok elektronjainak található a katalizátor felületén, és csökkentése az aktiválási energia a reakció. Egyes félvezető fém (cink-oxidok, réz, kadmium, ón) alkalmazunk fotokatalizátorok egy hordozóra felvitt. A fotokatalitikus folyamatok közé tartozik:
szintézisét szerves anyagok, például, a készítmény a karbonsavak Az oxidációs reakció által RGOH + O - RCOOH (oxidálószer - a kálium-permanganát vagy krómsav keverék); reakciót a hidrogén-peroxid bomlási 2N2O2 - 2H2O + O2 + Q (katalizátor fémvegyületek - réz, vas, mangán, hordozós bázis).
A legtöbb reakció termékek által alkotott fotokémiai folyamatokat lehet elő más módszerekkel.
Megvalósíthatósága alkalmazására és előfordulása fotokémiai folyamatok magyarázható előtt hőtani előnyei: a lehetőséget, pontos beállítását a mértéke gerjesztés molekulák; Magas a reakció szelektivitása; képes aktiválni csak egy adott csoport vagy egy kötés a molekulában változások a sugárzási szint; lehetőségét szintetizálására termodinamikai instabil vegyületek; Eljárások kis hőmérséklettől függ; A reakció sebessége egyszerűen szabályozható; Nagy tisztaságú kapott termék.