Chemistry Labs

Bài 1

Sự phân ly clo phân tử là một quá trình thu nhiệt, ΔH=243.6\Delta H = 243.6 kJ mol−1^{-1}. Sự phân ly cũng có thể đạt được nhờ tác dụng của ánh sáng. 1.1 Tác dụng phân ly của ánh sáng có thể kỳ vọng ở bước sóng nào? 1.2 Hiệu ứng này có thể đạt được với ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn hoặc lớn hơn bước sóng tới hạn đã tính không? 1.3 Năng lượng của photon có bước sóng tới hạn là bao nhiêu? Khi chiếu ánh sáng có khả năng gây phân ly clo vào hỗn hợp clo và hiđro ở thể khí, hiđro clorua được tạo thành. Hỗn hợp được chiếu bằng đèn UV thủy ngân (λ=253.6\lambda = 253.6 nm, công suất 10 W). 2 % năng lượng cung cấp được hấp thụ bởi hỗn hợp khí trong bình 10 lít. Trong 2,5 giây chiếu sáng có 65 mmol HCl được tạo thành. 1.4 Hiệu suất lượng tử (số phân tử sản phẩm trên mỗi photon bị hấp thụ) bằng bao nhiêu? 1.5 Giải thích định tính giá trị thu được. Mô tả cơ chế phản ứng.
Bước 5/5: Cơ chế dây chuyền
← TrướcTiếp →
ClX2→hν2 ClX∙;ClX∙+HX2→HCl+HX∙;HX∙+ClX2→HCl+ClX∙\ce{Cl2 ->[h\nu] 2 Cl^{\bullet}};\quad \ce{Cl^{\bullet} + H2 -> HCl + H^{\bullet}};\quad \ce{H^{\bullet} + Cl2 -> HCl + Cl^{\bullet}}
Phân tích

Hiệu suất lượng tử ≫1\gg 1 là dấu hiệu của phản ứng dây chuyền gốc tự do: quang phân tạo nguyên tử Cl (khơi mào), rồi truyền dây chuyền qua HX2\ce{H2} và ClX2\ce{Cl2} tạo hai HCl mỗi chu trình; dây chuyền chỉ kết thúc khi gốc tái hợp (2 HX∙→HX2\ce{2H^{\bullet} -> H2}, 2 ClX∙→ClX2\ce{2Cl^{\bullet} -> Cl2}, HX∙+ClX∙→HCl\ce{H^{\bullet} + Cl^{\bullet} -> HCl}), nên một photon được khuếch đại thành hàng nghìn phân tử sản phẩm.