Γιατί η φωτοχημική αντίδραση είναι η αντίδραση μηδενικής τάξης;
Οι φωτοχημικές αντιδράσεις είναι συχνά πολύπλοκες και μπορούν να παρουσιάζουν διαφορετικές παραγγελίες ανάλογα με τη συγκεκριμένη αντίδραση και συνθήκες.
αντιδράσεις μηδενικής τάξης εμφανίζονται όταν ο ρυθμός της αντίδρασης είναι ανεξάρτητος από τη συγκέντρωση των αντιδραστηρίων. Αυτό συχνά παρατηρείται σε καταστάσεις όπου:
* Η αντίδραση είναι κορεσμένη με φως. Εάν η ένταση του φωτός είναι πολύ υψηλή, όλα τα μόρια αντιδραστηρίου είναι συνεχώς διεγερμένοι και ο ρυθμός περιορίζεται από τον ρυθμό απορρόφησης φωτός, όχι τη συγκέντρωση των αντιδραστηρίων.
* Η αντίδραση είναι επιφανειακή περιορισμένη. Εάν η αντίδραση εμφανιστεί σε μια επιφάνεια, ο ρυθμός μπορεί να προσδιοριστεί από τον αριθμό των διαθέσιμων θέσεων στην επιφάνεια, όχι τη συγκέντρωση των αντιδραστηρίων σε διάλυμα.
Ωστόσο, πολλές φωτοχημικές αντιδράσεις δεν είναι μηδενικές τάξεις. Εδώ είναι γιατί:
* Ο ρυθμός της αντίδρασης μπορεί να εξαρτάται από τη συγκέντρωση των αντιδραστηρίων σε άλλα στάδια. Οι φωτοχημικές αντιδράσεις συχνά περιλαμβάνουν πολλαπλά βήματα, μερικά από τα οποία μπορεί να είναι μονομοριακά ή διμοριακά, οδηγώντας σε διαφορετικές παραγγελίες για τη συνολική αντίδραση.
* Η ένταση του φωτός μπορεί να επηρεάσει τη σειρά αντίδρασης. Εάν η ένταση του φωτός δεν είναι κορεσμός, ο ρυθμός της αντίδρασης μπορεί να εξαρτάται από την ένταση του φωτός, καθιστώντας την αντίδραση πρώτης τάξης ή ακόμα και υψηλότερη τάξη σε σχέση με το φως.
Παράδειγμα:
Ένα απλό παράδειγμα είναι η φωτόλυση του υπεροξειδίου του υδρογόνου:
H₂o₂ → h₂o + 1/2 o₂
Αυτή η αντίδραση είναι πρώτη τάξη σε σχέση με το υπεροξείδιο του υδρογόνου παρουσία υπεριώδους φωτός.
Συμπερασματικά:
Ενώ οι φωτοχημικές αντιδράσεις μπορούν μερικές φορές να εμφανίζουν κινητική μηδενικής τάξης υπό συγκεκριμένες συνθήκες, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η τάξη τους μπορεί να ποικίλει σημαντικά ανάλογα με τη συγκεκριμένη αντίδραση, την ένταση του φωτός και άλλους παράγοντες.
