Cтраница 2
Фотохимической реакцией, имеющей большое геофизическое и биологическое значение, является реакция образования озона из кислорода. Для видимого света и для излучения в ближней ультрафиолетовой области кислород практически прозрачен, однако в дальней ультрафиолетовой области ( 1600 - 2400 А) кислород сильно поглощает свет. [16]
Так как в смеси кислород - азот при разряде в озонаторе происходит реакция образования озона, то интересно изучить распределение молекул N2 по колебательным уровням при наличии химической реакции. [17]
При фотохимической реакции почти вся энергия излучения ( которая лежит в узком интервале значений) используется на возбуждение кислорода до таких состояний, при которых кислород способен вступать в реакцию образования озона. При действии же ионизирующих излучений значительная часть вторичных электронов может вызывать возбуждение молекул О2 лишь до уровней, которые не могут обусловить эту реакцию. Процессы ионизации кислорода также, по-видимому, не полностью эффективны для образования озона. Зти причины характерны, вероятно, и для других радиационно-химических реакций. Поскольку на эффективную величину G влияют также процессы разложения продуктов реакции, в случае ионизирующих излучений эти вещества будут находиться в менее выгодных условиях, чем при действии света, так как избирательность действия последнего в общем большая, чем избирательность ионизирующих излучений. [18]
При изучении химических реакций в электрических разрядах рационально пользоваться понятием выход химической реакции на 1 актива-ционное соударение электрона с молекулой ( величина Y в работе [9]), аналогичное понятию квантового выхода химической реакции в фотохимии [10], равное отношению числа молекул продуктов реакции к числу активационных соударений, производимых электронами. Для реакции образования озона в разряде выход озона на 1 активационное соударение электрона с молекулой кислорода равен 2, так же как и квантовый выход при фотохимическом образовании озона. [19]
Однако реакцию (1.89) вполне можно рассматривать как совокупность реакций III и VI, осуществляющихся последовательно. По тем же причинам реакция образования озона VIII становится в условиях этих опытов вероятной. И, действительно, озон был обнаружен. [20]
В последней реакции одна из молекул кислорода играет роль третьего тела. Справедливость предложенного механизма подтверждается тем, что при достижении потенциала ионизации кислорода реакция образования озона не ускоряется. Озон появляется при действии квантов УФ-света, энергия к-рых соответствует уровням возбуждения кислорода. [21]
Причина такого значительно более полного использования поглощенной энергии излучения состоит в следующем. При фотохимической реакции почти вся энергия излучения ( которая лежит в узком интервале значений) используется на возбуждение кислорода до таких состояний, при которых кислород способен вступать в реакцию образования озона. При действии же ионизирующих излучений значительная часть вторичных электронов может вызывать возбуждение молекул О2 л шь до более низких уровней, которые не могут обусловить эту реакцию. Процессы ионизации кислорода также, по-видимому, е полностью эффективны для образования озона. Эти причины характерны, вероятно, и для других ради-ационно-химических реакций. Поскольку на эффективную величину G влияют также процессы разложения продуктов реакции, в случае ионизирующих излучений эти вещества будут находиться в менее выгодных условиях, чем при действии света, так как избирательность действия последнего в общем большая, чем ионизирующих излучений. [22]
Озон образуется в основном в верхних слоях атмосферы ( 20 - 30 км от поверхности земли) путем взаимодействия атомарного и молекулярного кислорода. При этом некоторая доля выделяющейся энергии отдается частицам окружающего воздуха. С уменьшением давления воздуха скорость реакции образования озона падает, поэтому на больших высотах ( 30 км) озон не образуется, несмотря на избыток атомарного кислорода. [23]
Степени, в которые возводятся концентрации веществ, соответствуют стехиометрическим коэффициентам в уравнении элементарной стадии процесса. Сумма показателей, в которые возводятся концентрации, определяют порядок реакции. В последнем примере порядок реакции по NO равен, двум, по СЬ - единице, а в сумме - трем. Для реакции образования озона порядок по всем трем компонентам ( С 2, О, N2) равен единице, в сумме - трем. [24]
Степени, в которые возводятся концентрации веществ, соответствуют стехиометрическим коэффициентам в уравнении элементарной стадии процесса. Сумма показателей, в которые возводятся концентрации, определяет порядок реакции. В последнем примере порядок реакции по NO равен двум, по С12 - единице, а в сумме - трем. Для реакции образования озона порядок по всем трем компонентам ( О2, О, N2) равен единице, в сумме - трем. [25]
Концентрация активных частиц при нетермической активации обычно превышает концентрацию, соответствующую распределению Максвелла-Больцмана при данной температуре. Примером могут служить процессы фотосинтеза или реакция образования озона из кислорода. [26]