Фотохимические реакции. Закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна. Квантовый выход реакции

Фотохим.реакциями называют реакции, которые осуществляются под действием видимого или ультрафиолетового света.

В основе них лежит поглощение света молекулами с образованием реакционно-способных частиц. В любой фотохим.реакции можно выделить первичные процессы и последующие вторичные реакции. Первичные процессы, идущие при поглощении света, сводятся к образованию актив. Частиц, которые принимают участие в последующих, вторичных реакциях, не требующих освещения для своего протекания и называемые темновыми.

В основе фотохим.процессов лежат 2 закона. Согласно первому, сформулированному Гротгусом, хим.превращение вызывает то излучение, которое поглощается веществом.

Второй закон фотохимии, предложенный Эйнштейном, состоит в том, что каждый поглощенный квант света (hv) вызывает превращение одной молекулы.

Здесь h=6,6268*10(-34 степень у 10) Дж с – постоян. Планка; v- частота излучения; U-количество поглощенной энергии; nр –число прореагировавших молекул; nф – число поглощенных квантов.

Закон Эйнштейна называют законом фотомих.эквивалентности. Он справедлив лишь для первичных реакций. Число молекул, участвующих в реакции, может сильно отличаться от числа поглощенных квантов.

В 1904г. Вант-Гофф установил количественную зависимость между количеством вещества и количеством поглощенного света: количество химически измененного вещества пропорционально количеству поглощенной световой энергии.

Количественной характеристикой фотохим.реакции служит квантовый выход ᵞ (гамма), который представляет собой отношение числа прореагировавших молекул к числу поглощенных квантов:

Для многих реакций, идущих в растворах, квантовый выход меньше единицы. Понижение квантового выхода вызывается потерей энергии активными частицами при соударениях с молекулами растворителя или вследствие люминесцентного излучения.