b> + k 2 [M]
За визначенню квантовий вихід дорівнює
k 1 k 3
Оі = ------- (5)
k 3 + K 2 [M]
2.2.4. Реакція хлорування метану Cl 2 + CH 4 в†’ CH 3 Cl + HCl допускає існування наступного механізму
Cl 2 в†’ 2Cl О‡ ініціювання
Cl О‡ + CH 4 в†’ О‡ CH 3 + HCl
О‡ CH 3 + Cl 2 в†’ CH 3 Cl + Cl О‡ p> О‡ CH 3 + HCl в†’ CH 4 + Cl О‡ продовження
Cl О‡ + Cl О‡ + М в†’ Cl 2 + М обрив
(М - деяка молекула реакційної суміші або стінка судини.)
А) визначте, якою має бути довжина хвилі світлового випромінювання на першій стадії, якщо відомо, що ентальпія дисоціації Cl 2 дорівнює 242,5 кДж О‡ моль -1 ;
Б) вважаючи, що швидкість дисоціації молекули хлору пропорційна інтенсивності I використовуваного електромагнітного випромінювання, отримаєте аналітичні вирази для концентрації вільних радикалів [Cl О‡] і [О‡ CH 3 ] в момент часу t. p> Рішення: а) знаходимо значення енергії, необхідної для дисоціації однієї молекули Cl 2
? Н д 242.5 О‡ 10 3
Е = --- = ----- = 4,026 О‡ 10 -19 Дж О‡ моль -1 . p> N А 6,022 О‡ 10 23
Потім розраховуємо шукану величину довжини хвилі
hс 6,626 О‡ 10 -34 О‡ 3 О‡ 10 8
О» = - = -------- = 4,993 О‡ 10 -7 м
Е 4,026 О‡ 10 -19
б) застосуємо принцип квазістаціонарних концентрацій до радикалів [Cl О‡] і [О‡ CH 3 ]:
d [О‡ CH 3 ]
---- = П… 2 - П… 3 - П… 4 = k 2 [Cl О‡] [CH 4 ] - K 3 [О‡ CH 3 ] [Cl 2 ] -
dt
- K 4 [О‡ CH 3 ] [HCl] = 0 (1)
d [Cl О‡]
---- = 2П… 1 - П… 2 + П… 3 + П… 4 - 2П… 5 = 2k 1 I [Cl 2 ]
dt
- k 2 [Cl О‡] [ CH 4 ] + k 3 [О‡ CH 3 ] [Cl 2 ] +
k 4 [О‡ CH 3 ] [HCl]-2k 5 [Cl 2 ] 2 [M] = 0 (2)
Підсумовуючи вирази (1) і (2), отримуємо
k 1 I [Cl 2 ] = k 5 [Cl 2 ] 2 [M], (3)
звідки знаходимо шукану концентрацію Cl О‡
k 1 I [Cl 2 ] [Cl 2 ]
[Cl О‡] = (-) ВЅ (---) ВЅ...
