Фотохимическая реакция кислорода

[Электрон]

Здравствуйте.

Уважаемые специалисты, объясните пожалуйста как определить длину волны кванта света, что бы началась фотохимическая реакция разрушения молекулы кислорода.

Пробовал разобраться, но не хватает мозгов. Речь вроде идет о том, что молекула кислорода постоянно находится в колебании, и если ей придать энергии то она разорвется, на атомарный кислород. Существуют энергетические уровни, где они я так и не понял, по которым можно рассчитать необходимую энергию фотона. А уже зная энергию фотона можно найти его длину волны.  Но я даже не могу разобраться с расчетом длин волн. В учебниках есть формулы, но там не указывают единиц измерения, а их столько много. 

Я знаю что величина этой волны равна от 175 до 185 нм, но я хочу разобраться как её считать, как по формулам найти это значение. 

Изменено 29 Июня, 2014 в 05:27 пользователем Электрон

[Dmitri1960]

По формуле Планка: 

Постоянная Планка =  Дж·c^[1]  (29) - означает что эти разряды уточняются, в расчете можно отбросить. 

Скорость света = 299 792 458 метров/секунду, строго говоря надо подставлять значение скорости света в кислороде при заданном (в условии задачи) давлении газа, если есть такие данные.

"Лямбда" (длина волны излучения) - в метрах.

 

Далее найти длину волны энергия которой равна энергии разрыва заданной молекулярной связи кислорода (это из справочника) 

Изменено 29 Июня, 2014 в 10:37 пользователем Dmitri1960

[Электрон]

Спасибо Дмитрий. Я конечно извиняюсь но я все равно не понимаю ни чего. 

 

Я взял справочник Равделя, на стр. 177 таблица - Константы двухатомных молекул, последняя строчка Dо - как я понял это и есть энергия диссоциации, она равна, для молекулы кислорода, 493,6 кДж/моль. 

Я уже разобрался с килокалориями, что бы перевести надо 493,6/4,184=117,949 кКал/моль

Теперь переведем в эВ, 117,949/23,06=5,1 эВ.

 

Теперь применяем формулу Планка:

 

Е=(h*c)/λ 

 

Нам нужна длина волны, выводим: λ = (h*c)/E

 

λ =(6,626*10^-34*299792458)/5,1=3,8*10^-26 (в чем это, в метрах?)

 

Но это же бред получается.... Определенно я делаю что то не так. 

Изменено 29 Июня, 2014 в 12:22 пользователем Электрон

[Dmitri1960]

-26 степень длины волны - конечно полный абсурд (это сверх-жесткая гамма которая приключается только при взрыве черной дыры )

В формуле Планка энергия в джоулях (СИ), проверяйте размерности при преобразованиях. Приводите энергию связи кислорода не к молю, а к его одной молекуле в джоулях. 

[Электрон]

Спасибо))

Хорошо, так...

 

1. Найдем массу молекулы кислорода. Молекулярную массу разделим на число Авогадро. (16*2)/6,022*10^23 = 5,314*10^-23 грамм.

 

2. Переводим энергию диссоциации в джоули 493,6*1000=493600 Дж/моль

Но у нас теперь не 1 моль. n= 5,314*10^-23/32=1,661*10^-24 моль.

Теперь как я понял получившееся число надо умножить на энергию диссоциации: 493600*1,661*10^-24 = 8,197*10^-19 Дж/моль

 

Кульминация))

λ =(6,626*10^-34*299792458)/8,197*10^-19 = 0,000000229 в метрах, переведем в нм получим 229 нм.

 

Уже близко но что то не то. Где то я опять накосячил? может больше цифр после запятой надо брать? Скорее всего с числом Авогардо накосячил, там же моль ^-1 стоит, надо видимо разделить было на единицу. 

Изменено 29 Июня, 2014 в 13:12 пользователем Электрон

[Dmitri1960]

Вы мне предлагаете проверять арифметику?

Насколько я понял условие задачи - речь идет о молекулярном кислороде, то есть О₂? Тогда следует считать, что в одном моле его молекул ровно в 2 раза меньше, чем атомов, что также следует учесть. 

Относительно точности вычисления - уточняйте условие до какого знака следует давать ответ. Вычитаний 2х близких величин в расчете нет, поэтому грубо сколько знаков возьмете, такая точность (относительная) и выйдет. 

Изменено 29 Июня, 2014 в 13:22 пользователем Dmitri1960

[Электрон]

Нет нет, арифметику проверять не надо, я и так Вам благодарен

 

Да речь о молекулярном кислороде. Я когда считал моли то написал там 32 молярную массу, то есть 16 * 2. Это же значит что их две молекулы. 

А вот на счет молекул меньше в два раза чем атомов, не понял, это что значит? 

Вообщем расчет весь правильный, только попробовать с более точными данными посчитать надо? 

[Dmitri1960]

Тогда все в порядке (про атомы/молекулы), а относительная точность/погрешность при арифметических действиях это  http://sverh-zadacha.ucoz.ru/lab_rab/images/0_pogr.htm

Полагаю, что 4-5 значащих цифр в ответе - вполне достаточно. Не лазером же (монохромом) молекулу светить будут

Изменено 29 Июня, 2014 в 13:41 пользователем Dmitri1960

[Электрон]

Хорошо, тогда я попробую пересчитать сейчас с более точными цифрами. Главное я теперь знаю алгоритм, как что считать. Еще попробую СО₂ посчитать так же. 

Спасибо. Здорово, что есть инет и можно со спецами пообщаться

[Dmitri1960]

Успехов.

Прим.для пущей точности подставляйте скорость света в прозрачной среде, найти эту скорость можно через показатель преломления http://ru.wikipedia.org/wiki/Показатель_преломления

Для кислорода при Нормальных Условиях (+20С, 761 мм ртути) он =  1,000272

То есть скорость света в кислороде = 299710937 метров/секунду

Изменено 29 Июня, 2014 в 14:04 пользователем Dmitri1960