2009 01 01 1550

O W t-jdoui S. J. Ouffy. rArmw.OwArtuU leniu 21UT ISBN »?H< >-#1-15)24-). O by    PWN 20)i>

3.2. Chemia samego tlenu — powstawanie i aktywność molekularna ozonu    SS

PRZYKŁAD 3.1

Entalpia dysocjacji O.

A// [reakcja (3.1)] = 2A//_[w[0(g)] - A//_lw[0_;(g)]

= 2-249.2-0 = 498.4 kJ mol ^{1 2}

Otrzymany wynik wskazuje, jaka energia jest potrzebna, aby zaszła omawiana reakcja. Wartości entalpii pochodzą z Załącznika B.2.

Aby powstały 2 mole O(g) z 1 mola 0₂(g), potrzebna jest energia w ilości 498.4 kJ. Długość fali promieniowania, które odpowiada tej wartości energii, została obliczona w następnym przykładzie.

PRZYKŁAD 3.2

1

Zależność pomiędzy energią a długością fali elektromagnetycznego promieniowania nadfioletowego

. hcN\

A = -

E

6.626 ■ 10-^M i - s • 2.998 • 10’ ni • s^_l • ID' nm • nr² - 6.022 • 10” mol-'

498400 J ■ mol-'

a = 240,0 nm

Kncrgia 498,4 kJ • mol ² jest równoważna energii promieniowania słonecznego o długości fali 240 nm.

Ponieważ występuje odwrotna zależność pomiędzy długością fali promieniowania a jego energią, promieniowanie o długościach lali większych niż 240 nm nic będzie mieć dostatecznie dużej energii, aby spowodować dysocjację cząsteczki ditlcnu. To promieniowanie o większych długościach fali przenika więc przez stratosferę do troposfery

2

ostatecznie osiąga powierzchnię Ziemi.

Reakcje (3.2) (synteza) i (3.3) (dysocjacja) zachodzą bardzo szybko, a pojedyncze atomy tlenu ulegają szybkiej konwersji w ozon. inną nieparzystą postać tlenu. Jakkolwiek czasy przebywania poszczególnych postaci tlenu jest bardzo krótki, całkowity czas przebywania nieparzystego tlenu jest znacznie dłuższy, rzędu miesięcy łub lat. Wartość A H [reakcja (3.2)] tworzenia się ozonu z atomów tlenu w stanic podstawowym i cząsteczek ditlcnu została obliczona w Przykładzie 3.3.

Reakcja (3.3) pozornie jest odwrotna do reakcji (3.2), ale dokładne jej rozpatrzenie wskazuje, że należy tutaj uwzględnić ważną kwestię. Gdy ozon ulega fotodysocjacji, wówczas zgodnie z teorią zachowania spinu produkty — ditlcn i tlen atomowy — muszą