Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Химические реакции, протекающие в атмосфере





Атмосферные реакции осуществляются или при разрыве химических связей в молекулах, обусловленном поглощением солнечного излучения либо при разрыве (образовании новых) химических связей при столкновении молекул. Превращения первого типа называются фотохимическими реакциями и изучаются в атмосферной фотохимии. Химические превращения, инициированные столкновениями молекул, изучаются на основе химической кинетики. Закон сохранения массы является базовым физическим принципом, управляющим поведением реагентов в атмосфере. Для изменения количества одного выбранного реагента в выделенном объеме воздуха можно записать балансные соотношения:

Где , - скорость вноса реагента в объем и выноса его через границу выделенного объема, , - скорость образования и уничтожения реагента в результате химических процессов происходящих внутри объема. Информативной характеристикой поведения реагента в атмосфере является время его жизни

ФОТОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ протекают под действием видимого света, ИК- и УФ-излучения с длинами волн от 100 до 1000 нм, энергия этих квантов колеблется от 120 до 1200 кДж/моль. Поглощение энергии электронного излучения усиливает вращение молекул или колебания атомов, и может приводить к возбуждению электронов внешних слоев и образованию частиц с избыточной электронной энергией, вступающих в определенные процессы, несвойственные обычным частицам.

Большая часть химически устойчивых молекул содержат четное число , которые спарены, поэтому сумма их спиновых чисел равна нулю. Если общий спин равен S, то мультиплетность состояний равна 2S+1. При S=0 мультиплетность равна 1, и система синглетна (обозначается символом «S»). Фотовозбуждение переводит один электрон молекулы на более высокий энергетический уровень, где спины электронов могут быть антипараллельны и система останется синглетной. Однако возможны и такие переходы, когда спины электронов будут параллельны, мультиплетность равна 3, такое состояние системы называется триплетным и обозначается символом «Т».

Возбужденная молекула через некоторое время возвращается в нормальное состояние путем:

– излучения поглощенного фотона (излучательный переход) А*→ А + hν

– передачи энергии другой молекуле при столкновении (тушение) А* + М→А+М*

– превращение энергии в тепловую при столкновении (безызлучательный переход) А* + М→А + М + Q.

Также электронно-возбужденная молекула может вступить в реакцию, и тогда ее избыточная энергия переходит к продуктам реакции А*→ В + С.

Возможен переход в метастабильное состояние, если его энергия ниже энергии возбужденного синглетного состояния. Молекулы в метастабильном состоянии обладают избыточной энергией, а также имеют 2 свободные валентности и в результате более активны, чем обычные возбужденные молекулы.

 

Фотодиссоциацией (фотолизом) называется процесс: А + hν → В + С.

Скорость фотодиссоциации выражается уравнением:

, где

I – коэффициент фотодиссоциации (константа скорости фотодиссоциации), время-1.

Кроме фотодиссоциации возбужденной частицы может происходить ее окисление в атмосфере по двум направлениям:

– прямое фотоокисление;

– окисление, инициируемое реакционноспособными кислородсодержащими частицами.

Первые стадии фотоокисления в общем виде могут быть представлены следующими уравнениями:

АВ + hν → (АВ)* (1)

АВ)*+ О2 → АВ-ОО• → продукты (2)

(АВ)* →А* + В* АОО• + ВОО•→ продукты (3)

В тропосфере по данному пути могут превращаться в основном соединения, которые абсорбируют свет в ближней УФ- (290-400 нм) и видимой (400-800 нм) области электромагнитного спектра. При этом количество поглощенной энергии должно быть достаточным для последующей реакции с молекулярным кислородом либо для диссоциации возбужденной молекулы на радикалы. Большинство газовых компонентов при взаимодействии с проникающим в нижнюю тропосферу светом не образует возбужденных состояний, способных непосредственно реагировать с О2. Поэтому направление (2) для химии нижней атмосферы ограниченно, а направление (3) играет определенную роль в превращениях некоторых соединений.

В нижних слоях атмосферы значительную конкуренцию прямому окислению создают процессы с участием активных кислородсодержащих частиц.







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 566. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...


Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Случайной величины Плотностью распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f(x) – первую производную от функции распределения F(x): Понятие плотность распределения вероятностей случайной величины Х для дискретной величины неприменима...

Схема рефлекторной дуги условного слюноотделительного рефлекса При неоднократном сочетании действия предупреждающего сигнала и безусловного пищевого раздражителя формируются...

Уравнение волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение. Уравнение сферической волны Уравнением упругой волны называют функцию , которая определяет смещение любой частицы среды с координатами относительно своего положения равновесия в произвольный момент времени t...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Внешняя политика России 1894- 1917 гг. Внешнюю политику Николая II и первый период его царствования определяли, по меньшей мере три важных фактора...

Оценка качества Анализ документации. Имеющийся рецепт, паспорт письменного контроля и номер лекарственной формы соответствуют друг другу. Ингредиенты совместимы, расчеты сделаны верно, паспорт письменного контроля выписан верно. Правильность упаковки и оформления....

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия