Τι συμβαίνει όταν και τα 3 ισότοπα υδρογόνου αντιδρούν με χλώριο στο ηλιακό φως;
Κατανόηση των βασικών
* ισότοπα υδρογόνου: Το υδρογόνο έχει τρία ισότοπα:
* Protium (¹H): Το πιο συνηθισμένο, με ένα πρωτόνιο και χωρίς νετρόνια.
* Deuterium (²h): Επίσης γνωστό ως βαρύ υδρογόνο, με ένα πρωτόνιο και ένα νετρονόμο.
* Tritium (³H): Ραδιενεργό, με ένα πρωτόνιο και δύο νετρόνια.
* χλώριο: Ένα εξαιρετικά αντιδραστικό μη μεταλλικό με δύο φυσικά ισότοπα (³⁵cl και ³⁷cl).
* ηλιακό φως: Παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει το μόριο χλωρίου (CL₂) σε αντιδραστικά άτομα χλωρίου.
Η αντίδραση
Η αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και χλωρίου στο ηλιακό φως είναι ένα κλασικό παράδειγμα μιας φωτοχημική αντίδραση .
1. διάσπαση χλωρίου: Το ηλιακό φως παρέχει ενέργεια για να σπάσει το μόριο χλωρίου:
CL₂ + ηλιακό φως → 2 cl
2. αντίδραση υδρογόνου-χλωρίδας: Τα άτομα χλωρίου αντιδρούν με μόρια υδρογόνου, σχηματίζοντας υδρογόνο χλωριούχο (HCl):
H₂ + cl → HCl + h
Αυτή η αντίδραση είναι μια αλυσιδωτή αντίδραση . Το άτομο υδρογόνου που παράγεται στο πρώτο βήμα μπορεί να αντιδράσει με ένα άλλο μόριο χλωρίου, συνεχίζοντας τον κύκλο.
3. Παραλλαγή ισοτόπων: Και τα τρία ισότοπα υδρογόνου μπορούν να συμμετάσχουν σε αυτήν την αντίδραση:
* Protium: Σχηματίζει ¹H-CL (υδρογόνο χλωριούχο).
* Deuterium: Σχηματίζει ²H-CL (χλωριούχο δευτερίιο).
* Tritium: Σχηματίζει ³H-CL (χλωριούχο τρίλιο).
Βασικά σημεία
* ρυθμός αντίδρασης: Το δευτέριο και το τρίτρο είναι βαρύτερο από το πρωτόνιο, το οποίο μπορεί να επηρεάσει ελαφρώς τον ρυθμό αντίδρασης. Ωστόσο, η διαφορά είναι συνήθως μικρή.
* ραδιενέργεια: Το τρίδιο είναι ραδιενεργό και υφίσταται βήτα. Το προκύπτον μόριο ³H-CL θα είναι επίσης ραδιενεργό.
* Σχηματισμός προϊόντος: Και τα τρία ισότοπα θα σχηματίσουν μόρια υδρογόνου, με τη μόνη διαφορά να είναι η μάζα του ατόμου υδρογόνου.
Σημαντική σημείωση: Αυτή η αντίδραση είναι εξαιρετικά εξωθερμική και μπορεί να είναι εκρηκτική εάν το μίγμα υδρογόνου και χλωρίου δεν ελέγχεται προσεκτικά.
