5 Σημαντικές Εφαρμογές της Φωτοχημείας στη Σύγχρονη Ζωή

Η φωτοχημεία είναι ένας κλάδος της χημείας που μελετά τις χημικές επιδράσεις του φωτός. Αφορά τη χημική αντίδραση, τον ισομερισμό και τη φυσική συμπεριφορά που μπορεί να συμβεί λόγω της επίδρασης του ορατού και του υπεριώδους φωτός.

Πράγματι, πρόκειται για τους κλάδους της Ανόργανης Χημείας. Η έννοια της φωτοχημείας χωρίζεται σε Δύο νόμους της φωτοχημείας :

1. Ο πρώτος νόμος της φωτοχημείας ή νόμος Γκρόθους-Ντρέιπερ , που μίλησε για φωτοδιέγερση. Η φωτοδιέγερση είναι το πρώτο βήμα σε μια φωτοχημική διαδικασία όπου το αντιδρόν ανυψώνεται σε διεγερμένη κατάσταση, την κατάσταση όπου υπάρχει υψηλότερη ενέργεια. Με άλλα λόγια, ο πρώτος νόμος που αναφέρεται για δηλώνει ότι το φως πρέπει να απορροφηθεί από χημικές ουσίες για να πραγματοποιηθούν φωτοχημικές αντιδράσεις.
2. Ο δεύτερος νόμος της φωτοχημείας ή νόμος Σταρκ-Αϊνστάιν είπε ότι για κάθε φωτόνιο φωτός που απορροφάται από συγκεκριμένο χημικό σύστημα, δεν ενεργοποιείται περισσότερα από ένα μόριο για να λάβει χώρα μια φωτοχημική αντίδραση, όπως ορίζεται από την κβαντική απόδοση.

Οι εφαρμογές της φωτοχημείας είναι γνωστές για δύο σημαντικές αντιδράσεις που συνέβησαν στη ζωή. Οι δύο κύριες αντιδράσεις για τις οποίες μιλήσαμε δεν είναι άλλες από τη φωτοσύνθεση που συνέβη στα φυτά και το σχηματισμό όζοντος στην ατμόσφαιρα. Η αντίδραση φωτοσύνθεσης είναι μια αντίδραση που μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια σε χημική ενέργεια. Τα φυτά λαμβάνουν ενέργεια για τροφή, ενώ ο άνθρωπος επωφελείται από το οξυγόνο που απελευθερώνεται από την αντίδραση.

Εν τω μεταξύ, το όζον σχηματίζεται από τη δράση του υπεριώδους φωτός. Το όζον στην ατμόσφαιρα είναι πραγματικά χρήσιμο στη ζωή, καθώς μπορεί να απορροφήσει την υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου που μπορεί να είναι επιβλαβής για τον άνθρωπο. Στη φύση, η φωτοχημεία γίνεται πιο σημαντική καθώς γίνεται επίσης η βάση της όρασης και του σχηματισμού της βιταμίνης D με το φως του ήλιου.

Βλέποντας πόσο χρήσιμο είναι στη φύση, μας κάνουν να αναρωτηθούμε πώς εφαρμόζεται η φωτοχημεία στη σύγχρονη ζωή. Αποδεικνύεται ότι υπάρχουν τόσες πολλές εφαρμογές της φωτοχημείας στη σύγχρονη ζωή. Χρησιμοποιείται ευρέως, από τη φωτογραφία, τα καλλυντικά και κυρίως για βιομηχανικές χρήσεις. Εκτός αυτού, μπορεί να βρεθεί στη σύγχρονη τεχνολογία εκτύπωσης. Ακολουθεί μια λίστα με τις εφαρμογές της φωτοχημείας στη σύγχρονη ζωή:

1. Ανάπτυξη φιλμ Η πρώτη εφαρμογή της φωτοχημείας στη σύγχρονη ζωή είναι στη φωτογραφία

Η φωτοχημεία που εμφανίζεται στη φωτογραφία είναι η διαδικασία με την οποία η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια προκαλεί την αλλαγή χημικών ουσιών σε ύλη. Αυτή η αντίδραση εμπλέκεται στην ανάπτυξη του φιλμ. Κατά την ανάπτυξη του φιλμ, η αντίδραση φωτοχημείας επιτρέπει στις εικόνες που αναπτύσσονται από ένα φιλμ να αποκτήσουν τα χρώματά του.

Η χημική ουσία που χρησιμοποιείται στη φωτογραφία είναι κρύσταλλοι αλογονιδίου αργύρου και φασματικοί ευαισθητοποιητές. Και οι δύο είναι γνωστοί ως η καρδιά του φωτογραφικού φιλμ. Οι κρύσταλλοι αλογονιδίου του αργύρου είναι ευαίσθητοι μόνο στο μπλε του ορατού φάσματος που δεν είναι αποτελεσματικό στο φιλμ κάμερας. Παράγει μόνο περισσότερα τμήματα της εικόνας. Επομένως, φασματικοί ευαισθητοποιητές προστίθενται στην επιφάνεια των κρυστάλλων αλογονιδίου αργύρου. Οι φασματικοί ευαισθητοποιητές μπορούν να τους δώσουν τη δυνατότητα να είναι πιο ευαίσθητοι σε άλλα χρώματα του ορατού φάσματος (πράσινο και κόκκινο).

Μια αόρατη λανθάνουσα εικόνα στο γαλάκτωμα σχηματίζεται λίγο μετά τη λήψη της εικόνας. Αυτή η αόρατη λανθάνουσα εικόνα μπορεί να αναπτυχθεί χημικά σε ορατή φωτογραφία. Στη συνέχεια, η φωτοχημική διαδικασία μετατρέπει την αόρατη λανθάνουσα εικόνα σε μια ορατή λανθάνουσα εικόνα στο φιλμ. Η αντίδραση ολοκληρώνεται με την εφαρμογή φασματικών ευαισθητοποιητών στην επιφάνεια κρυστάλλων αλογονιδίου αργύρου. Μετά την αντίδραση, η φασματική ευαισθητοποίηση έχει αυξηθεί, οπότε όταν αναπτύσσεται φιλμ σε σκοτεινό δωμάτιο, εμφανίζεται το χρώμα.

2. Αναστρέψιμη φωτοχημική αντίδραση στα καλλυντικά Οι χημικές ουσίες στα καλλυντικά είναι ως επί το πλείστον ασταθείς στο φως.

Γνωρίζουμε ήδη αυτό, καθώς τόσα πολλά καλλυντικά προϊόντα χρησιμοποιούσαν το αδιαφανές δοχείο. Φωτοευαισθητοποίηση μπορεί να συμβεί στα καλλυντικά που προκαλείται από μια αντίδραση με το φως. Αυτή η κατάσταση δεν είναι καλή καθώς η φωτοευαισθητοποίηση μπορεί να βλάψει το δέρμα. Για να εξαλείψουμε αυτήν την αντίδραση, πρέπει να αφαιρέσουμε την ανεπιθύμητη φωτοχημική ενέργεια δημιουργώντας απλώς το αναστρέψιμο της φωτοχημικής αντίδρασης.

3. Φωτοχημικός Ισομερισμός στη Βιομηχανία στον τομέα του ισομερισμού, η συνθετική φωτοχημεία έχει συμβάλει στην ανάπτυξη μεγάλου αριθμού οργανικών ενώσεων.

Μερικά από αυτά δεν χρησιμοποιούνται ακόμη εμπορικά. Μέχρι τώρα, υπάρχουν μόνο δύο κύρια είδη αντιδράσεων φωτοχημικού ισομερισμού. Είναι ηλεκτροκυκλικό άνοιγμα δακτυλίου στη σύνθεση της βιταμίνης D και θερμοαναστρέψιμη μετατόπιση υδρογόνου στην υπεριώδη σταθεροποίηση των πλαστικών.

Η σύνθεση της βιταμίνης D₃ που είναι πολύ σημαντικό στην ιατρική του ανθρώπου αλλά και στη διατροφή των ζώων είναι ένα από τα παραδείγματα οργανικών ενώσεων που παράγονται με φωτοχημικό ισομερισμό. Εν τω μεταξύ, στη βιομηχανία πλαστικών, η θερμοαναστρέψιμη μετατόπιση υδρογόνου είναι ο κύριος απορροφητής που χρησιμοποιείται για την προστασία των πλαστικών από την υπεριώδη υποβάθμιση.

4. Οπτικά λευκαντικά Μια άλλη βιομηχανική εφαρμογή είναι η ανάπτυξη οπτικού λευκαντικού ή λευκαντικών που παράγονται με μία από τις κύριες φωτοχημικές διεργασίες που ονομάζεται φωταύγεια.

Δεδομένου ότι πολλοί άνθρωποι πίστευαν ότι το λευκό χρώμα συνδέεται με τους όρους καθαριότητα και αγνότητα, πολλά εμπορικά προϊόντα το έκαναν σύμβολο ποιότητας. Η βέλτιστη εντύπωση λευκότητας αποκτάται όταν το σώμα αντανακλά όλο το ορατό φως. Μπορεί να επιτευχθεί με τα οπτικά λευκαντικά που παράγονται από φωταύγεια. Η βιομηχανία χαρτιού, βαμβακιού, απορρυπαντικών, μαλλιού, πολυεστέρα και λευκών ειδών οικιακής χρήσης είναι τα παραδείγματα βιομηχανίας που χρησιμοποιεί αυτή την τεχνολογία. ( Χρήσεις ηλίου)

5. Φθορίζουσες βαφές Οι φθορίζουσες βαφές είναι κατά κάποιο τρόπο ανάλογες με τις οπτικές λευκαντικές, ωστόσο οι εφαρμογές είναι πολύ ευρύτερες

Η βασική αρχή των φθοριζόντων βαφών είναι ότι ένα φως βραχέων κυμάτων μετατρέπεται σε φως φθορισμού μεγάλου κύματος στο ορατό φάσμα. Αυτές οι βαφές είναι υπεύθυνες για τη δημιουργία φωτεινών χρωμάτων στη διαφήμιση, συγκλονιστικών χρωμάτων στη μόδα έως προειδοποιητικών χρωμάτων στην κυκλοφορία. Αυτή η φθορίζουσα βαφή μπορεί να εκπέμπει διπλάσιο φως στα μεγαλύτερα μήκη κύματος.

Επιπλέον, ο φθορισμός χρησιμοποιείται επίσης στην ανάπτυξη χρώματος της τηλεόρασης. Οι πράσινες, μπλε και κόκκινες φθορίζουσες χρωστικές χρησιμοποιούνται για αυτό. Για την αυτόματη ταξινόμηση γραμμάτων και καρτ-ποστάλ, εμπλέκεται και το φθορίζον. Μια άλλη εφαρμογή είναι η σήμανση καντράν και διακόπτες φώτων.

Τώρα, ο φθορισμός δεν χρησιμοποιείται μόνο βιομηχανικά, αλλά και εμπορικά. Μπορείτε να διαπιστώσετε ότι διατίθεται ελεύθερα στην αγορά. Τα προϊόντα που μιλήσαμε είναι φωτισμός έκτακτης ανάγκης σε ορυχεία, εργοστάσια και χώρους κατασκήνωσης. (Διαβάστε επίσης:Ποια είναι μερικά παραδείγματα ανόργανων ενώσεων;)

Πράγματι, αυτές είναι όλες οι εφαρμογές της φωτοχημείας στη σύγχρονη ζωή που χρησιμοποιούμε καθημερινά για να γεμίσουμε την καθημερινή μας δραστηριότητα.