Chemistry Labs

問題 1

分子状塩素の解離は吸熱過程で、ΔH=243.6\Delta H = 243.6 kJ mol−1^{-1} である。この解離は光によっても起こせる。1.1 解離作用が期待される光の波長は？ 1.2 計算した臨界波長より短い、または長い波長の光でも同じ効果が得られるか？ 1.3 臨界波長の光子のエネルギーはいくらか？ 塩素の解離を起こせる光を気体の塩素と水素の混合物に当てると、塩化水素が生成する。混合物を水銀UVランプ（λ=253.6\lambda = 253.6 nm、入力10 W）で照射する。供給エネルギーの2 %が10リットル容器中の気体混合物に吸収される。2.5秒の照射で65ミリモルのHClが生成した。1.4 量子収率（吸収光子1個あたりの生成物分子数）はいくらか？ 1.5 得られた値を定性的にどう説明できるか？ 反応機構を述べよ。
ステップ 3/5: 吸収された光子数
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Nγ=P η t λhc=10×0.02×2.5×2.536×10−76.6×10−34×3×108=6.1×1020N_{\gamma} = \dfrac{P\,\eta\,t\,\lambda}{hc} = \dfrac{10\times 0.02\times 2.5\times 2.536\times 10^{-7}}{6.6\times 10^{-34}\times 3\times 10^{8}} = 6.1\times 10^{20}
分析

10 Wの入力の2 %のみ吸収されるので、2.5 sで吸収されるエネルギーは 0.2×2.5=0.50.2 \times 2.5 = 0.5 J。253.6 nm光子のエネルギーで割ると約 6.1×10206.1\times 10^{20} 個の光子。