Фотохимиялық реакциялар

Күн сәулесі немесе көзге көрінбейтін сәулелердің әсерінен өтетін химиялық реакциялар фотохимиялық реакциялар деп аталады. Олардың ішінен фотосинтез процесінің маңызы зор. Физикалық химияның фотохимиялық реакцияларды зерттейтін бөлімі фотохимия деп аталады.

Фотохимиялық реакциялардың механизмдері әр түрлі. Соған қарамастан барлық жағдайда фотореакциялар сәуле әсерінен болатын біріншлік (алғашқы процестер) және сәулені қажет етпейтін екіншілік процестерден тұрады.

Жалпы фотохимиялық реакцияның бір ерекшелігі – жылдамдық пен температураның әлсіз байланыстылығы, яғни: k_t+10 / k_t 1,2 1,5

Мұның себебі: біріншілік реакциялардың сәуленің жұтылуының арқасында энергия көбірек қабылданады да, ал температураның артуы оны азырақ өзгертеді.

Тақырып бойынша бақылау сұрақтар

1. Фотохимиялық реакцияларды сипаттап, оларға мысал келтіріңіз

2. Фотосинтездің жалпы теңдеуін келтіріңіз. Фотосинтез процесіндегі хлорофиллдың ролін көрсетіңіз

3. Кванттық шығымы дегеніміз не?

4. Гротгус заңының маңызы. Фотосинтез кезінде реакцияға түскен заттың мөлшері өсімдіктің сәулелену уақытына және жарықтың қауттылығына қалай тәуелді?

5. Эйнштейннің фотохимиялық эквивалент заңы.

№ 6 Зертханалық жұмыс

1 Тәжірибе. Фотореакцияның жылдамдығына жарықтың әсері

Жұмыстың мақсаты: фотохимиялық реакцияның жылдамдығына жарықтың әсерін зерттеу

Құрал-жабдықтар: көлемі 250мл өлшеуіш цилиндр, химиялық стакандар, жарық көзі (300-500Вт шамы), ақ экран, қабырғалары жазық параллельді 4 шыны ыдыстары (көлемі 200-250мл)

Реактивтер: 4%-тік аммоний оксалатының [(NH₄)₂C₂O₄], 4%-тік сынап хлоридінің (HgCl₂), 5%-тік натрий нитропруссидінің, 0,5%-тік тиомочевинаның және ас содасының (NaHCO₃) қаныққан ерітінділері.

Жұмыс барысы:

А тәжірибесін өткізу. Бірдей көлемде (200мл-ден) дайындалған аммоний оксалаты (4%-тік) мен сынап хлоридінің (4%-тік) ерітінділерін бір стаканға құйып, араластырады. Содан соң стакандағы ерітіндіні қабырғалары жазық параллельді екі шыны ыдысқа бірдей бөліп құяды. Бір ыдысты жарық шамының астына қояды да, ақ экранның бетінде ерітіндінің бояуының өзгеруін байқайды. 2 минуттан соң жарықтың астында тұрған ерітінді лайлана бастайды, ал екінші ыдыстағы ерітінді мөлдір болып қалады.

Сәулелену энергияның әсерінен аммоний оксалатының сынап тұздарымен әрекеттесу реакциясының жылдамдығы арттады, нәтижесінде нашар еритін каломель (Hg₂Cl₂) қосылысы түзіледі де ерітінді лайлана бастайды.

Б тәжірибесін өткізу. Бір стаканға 100–150 мл-ден келесі ерітінділерді құйып араластырады: 5%-тік натрий нитропруссиді, 0,5%-тік тиомочевина және NaHCO₃ қаныққан ерітіндісі. Содан соң стакандағы ерітіндіні қабырғалары жазық параллельді екі шыны ыдысқа бірдей бөліп құяды. Бір ыдысты жарық шамының астына қояды да, ақ экранның бетінде ерітіндінің бояуының өзгеруін байқайды. 1 – 2 минуттан соң жарықтың астында тұрған ерітінді көк түске бояла бастайды, ал екінші ыдыстағы ерітіндінің бояуы өзгермейді.

Жұмыстың қорытындысын және аммоний оксалаты мен сынап хлоридінің әрекеттесуінің химиялық реакция теңдеуін жазыңыз