Уравнение реакции водорода с фтором

Видео:Взаимодействие хлора с водородомСкачать

Взаимодействие хлора с водородом

Химические свойства фтора

Большая энергия связей между атомом фтора и атомами других элементов является следствием большой электроотрицательности фтора и маленьким размером его атома. Благодаря малой энергии связи молекула фтора легко диссоциирует на атомы и энергия активации реакций со фтором обычно не велика, поэтому процессы с участием фтора протекают очень быстро.

Для фтора характерно:

1. Отсутствие положительных степеней окисления в соединениях с другими элементами.

2. Чрезвычайно низкая энергия активации реакций.

3. Большое выделение энергии при переходе молекулы фтора в анионы F – .

4. Стремление максимально использовать валентные электроны партнеров. Именно в соединениях со фтором реализуются высшие степени окисления многих элементов: BiF5, SF6, IF7, OsF7, CuF3 и др.

Итак, фтор – сильнейший окислитель. По образному выражению академика А. Е. Ферсмана его можно назвать “всесъедающим”.

Щелочные металлы, свинец, железо и большинство порошков других металлов загораются в атмосфере фтора при комнатной температуре. На некоторые металлы (алюминий, железо, никель, медь, цинк, марганец, магний) фтор на холоде не действует из-за образования поверхностной пленки фторидов, защищающей металл от дальнейшего взаимодействия. Поэтому сплавы этих металлов или никеля используют для хранения фтора. Однако при нагревании фтор реагирует со всеми металлами, в т.ч. с золотом и платиной.

Со многими неметаллами (водород, йод, бром, сера, фосфор, мышьяк, сурьма, углерод, кремний, бор) фтор взаимодействует на холоде; реакции протекают со взрывом или с образованием пламени.

С серой, фосфором и сурьмой фтор взаимодействует даже при температуре жидкого воздуха (-190 °C):

С водородом фтор взаимодействует уже при температуре -252 °C

Криптон взаимодействует с фтором под действием электрического разряда, а ксенон горит в атмосфере фтора ярким пламенем.

С кислородом фтор реагирует при низких тепературах в электрических разрядах с образованием эндотермических фторидов кислорода. O2 + F2 = O2F2, -190 °C, электрич. разряд.

При нагревании с фтором реагирует хлор с образованием ClF и ClF3. Бром и йод при взаимодействии с фтором образуют следующие соединения: BrF, BrF3, BrF5, IF, IF3, IF5, IF7.

При нагревании фтор вступает в реакцию и с азотом:

Непосредственно фтор не реагирует только с углеродом (в виде алмаза), гелием, неоном и аргоном.

В реакциях с фтором в роли восстановителей выступают такие вещества как азотная и серная кислоты:

Под действием фтора разлагается вода:

0 °C: H2O(тв) + F2 = HF + HOF (фтороксигенат водорода)

В атмосфере фтора горят такие стойкие вещества, как стекло (в виде ваты), асбест, кварц:

Катализатором этой реакции является вода. С совершенно сухим кварцем или стеклом фтор не взаимодействует.

Видео:Как расставлять коэффициенты в уравнении реакции? Химия с нуля 7-8 класс | TutorOnlineСкачать

Как расставлять коэффициенты в уравнении реакции? Химия с нуля 7-8 класс | TutorOnline

2.3.1. Химические свойства водорода и галогенов.

Видео:ФТОР ТЕБЯ УБЬЁТ / САМЫЙ ОПАСНЫЙ ЭЛЕМЕНТСкачать

ФТОР ТЕБЯ УБЬЁТ / САМЫЙ ОПАСНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Химические свойства водорода

Атом водорода имеет электронную формулу внешнего (и единственного) электронного уровня 1s 1 . С одной стороны, по наличию одного электрона на внешнем электронном уровне атом водорода похож на атомы щелочных металлов. Однако, ему, так же как и галогенам не хватает до заполнения внешнего электронного уровня всего одного электрона, поскольку на первом электронном уровне может располагаться не более 2-х электронов. Выходит, что водород можно поместить одновременно как в первую, так и в предпоследнюю (седьмую) группу таблицы Менделеева, что иногда и делается в различных вариантах периодической системы:

Уравнение реакции водорода с фтором

С точки зрения свойств водорода как простого вещества, он, все-таки, имеет больше общего с галогенами. Водород, также как и галогены, является неметаллом и образует аналогично им двухатомные молекулы (H2).

В обычных условиях водород представляет собой газообразное, малоактивное вещество. Невысокая активность водорода объясняется высокой прочностью связи между атомами водорода в молекуле, для разрыва которой требуется либо сильное нагревание, либо применение катализаторов, либо и то и другое одновременно.

Взаимодействие водорода с простыми веществами

с металлами

Из металлов водород реагирует только с щелочными и щелочноземельными! К щелочным металлам относятся металлы главной подгруппы I-й группы (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), а к щелочно-земельным — металлы главной подгруппы II-й группы, кроме бериллия и магния (Ca, Sr, Ba, Ra)

При взаимодействии с активными металлами водород проявляет окислительные свойства, т.е. понижает свою степень окисления. При этом образуются гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, которые имеют ионное строение. Реакция протекает при нагревании:

Уравнение реакции водорода с фтором

Следует отметить, что взаимодействие с активными металлами является единственным случаем, когда молекулярный водород Н2 является окислителем.

с неметаллами

Из неметаллов водород реагирует только c углеродом, азотом, кислородом, серой, селеном и галогенами!

Под углеродом следует понимать графит или аморфный углерод, поскольку алмаз — крайне инертная аллотропная модификация углерода.

При взаимодействии с неметаллами водород может выполнять только функцию восстановителя, то есть только повышать свою степень окисления:

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Взаимодействие водорода со сложными веществами

с оксидами металлов

Водород не реагирует с оксидами металлов, находящихся в ряду активности металлов до алюминия (включительно), однако, способен восстанавливать многие оксиды металлов правее алюминия при нагревании:

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

c оксидами неметаллов

Из оксидов неметаллов водород реагирует при нагревании с оксидами азота, галогенов и углерода. Из всех взаимодействий водорода с оксидами неметаллов особенно следует отметить его реакцию с угарным газом CO.

Смесь CO и H2 даже имеет свое собственное название – «синтез-газ», поскольку из нее в зависимости от условий могут быть получены такие востребованные продукты промышленности как метанол, формальдегид и даже синтетические углеводороды:

Уравнение реакции водорода с фтором

c кислотами

С неорганическими кислотами водород не реагирует!

Из органических кислот водород реагирует только с непредельными, а также с кислотами, содержащими функциональные группы способные к восстановлению водородом, в частности альдегидные, кето- или нитрогруппы.

c солями

В случае водных растворов солей их взаимодействие с водородом не протекает. Однако при пропускании водорода над твердыми солями некоторых металлов средней и низкой активности возможно их частичное или полное восстановление, например:

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Видео:Водород. 8 класс.Скачать

Водород. 8 класс.

Химические свойства галогенов

Галогенами называют химические элементы VIIA группы (F, Cl, Br, I, At), а также образуемые ими простые вещества. Здесь и далее по тексту, если не сказано иное, под галогенами будут пониматься именно простые вещества.

Все галогены имеют молекулярное строение, что обусловливает низкие температуры плавления и кипения данных веществ. Молекулы галогенов двухатомны, т.е. их формулу можно записать в общем виде как Hal2.

Галоген
Физические свойства
F2Светло-желтый газ с резким раздражающим запахомCl2Желто-зеленый газ с резким удушливым запахомBr2Красно-бурая жидкость с резким зловонным запахомI2Твердое вещество с резким запахом, образующее черно-фиолетовые кристаллы

Следует отметить такое специфическое физическое свойство йода, как его способность к сублимации или, иначе говоря, возгонке. Возгонкой, называют явление, при котором вещество, находящееся в твердом состоянии, при нагревании не плавится, а, минуя жидкую фазу, сразу же переходит в газообразное состояние.

Электронное строение внешнего энергетического уровня атома любого галогена имеет вид ns 2 np 5 , где n – номер периода таблицы Менделеева, в котором расположен галоген. Как можно заметить, до восьмиэлектронной внешней оболочки атомам галогенов не хватает всего одного электрона. Из этого логично предположить преимущественно окисляющие свойства свободных галогенов, что подтверждается и на практике. Как известно, электроотрицательность неметаллов при движении вниз по подгруппе снижается, в связи с чем активность галогенов уменьшается в ряду:

Взаимодействие галогенов с простыми веществами

Все галогены являются высокоактивными веществами и реагируют с большинством простых веществ. Однако, следует отметить, что фтор из-за своей чрезвычайно высокой реакционной способности может реагировать даже с теми простыми веществами, с которыми не могут реагировать остальные галогены. К таким простым веществам относятся кислород, углерод (алмаз), азот, платина, золото и некоторые благородные газы (ксенон и криптон). Т.е. фактически, фтор не реагирует лишь с некоторыми благородными газами.

Остальные галогены, т.е. хлор, бром и йод, также являются активными веществами, однако менее активными, чем фтор. Они реагируют практически со всеми простыми веществами, кроме кислорода, азота, углерода в виде алмаза, платины, золота и благородных газов.

Взаимодействие галогенов с неметаллами

водородом

При взаимодействии всех галогенов с водородом образуются галогеноводороды с общей формулой HHal. При этом, реакция фтора с водородом начинается самопроизвольно даже в темноте и протекает со взрывом в соответствии с уравнением:

Уравнение реакции водорода с фтором

Реакция хлора с водородом может быть инициирована интенсивным ультрафиолетовым облучением или нагреванием. Также протекает со взрывом:

Уравнение реакции водорода с фтором

Бром и йод реагируют с водородом только при нагревании и при этом, реакция с йодом является обратимой:

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

фосфором

Взаимодействие фтора с фосфором приводит к окислению фосфора до высшей степени окисления (+5). При этом происходит образование пентафторида фосфора:

Уравнение реакции водорода с фтором

При взаимодействии хлора и брома с фосфором возможно получение галогенидов фосфора как в степени окисления + 3, так и в степени окисления +5, что зависит от пропорций реагирующих веществ:

Уравнение реакции водорода с фтором

При этом в случае белого фосфора в атмосфере фтора, хлора или жидком броме реакция начинается самопроизвольно.

Взаимодействие же фосфора с йодом может привести к образованию только триодида фосфора из-за существенно меньшей, чем у остальных галогенов окисляющей способности:

Уравнение реакции водорода с фтором

серой

Фтор окисляет серу до высшей степени окисления +6, образуя гексафторид серы:

Уравнение реакции водорода с фтором

Хлор и бром реагируют с серой, образуя соединения, содержащие серу в крайне не свойственных ей степенях окисления +1 и +2. Данные взаимодействия являются весьма специфичными, и для сдачи ЕГЭ по химии умение записывать уравнения этих взаимодействий не обязательно. Поэтому три нижеследующих уравнения даны скорее для ознакомления:

Уравнение реакции водорода с фтором

Взаимодействие галогенов с металлами

Как уже было сказано выше, фтор способен реагировать со всеми металлами, даже такими малоактивными как платина и золото:

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Остальные галогены реагируют со всеми металлами кроме платины и золота:

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Реакции галогенов со сложными веществами

Реакции замещения с галогенами

Более активные галогены, т.е. химические элементы которых расположены выше в таблице Менделеева, способны вытеснять менее активные галогены из образуемых ими галогеноводородных кислот и галогенидов металлов:

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Аналогичным образом, бром вытесняет серу из растворов сульфидов и сероводорода:

Уравнение реакции водорода с фтором

Хлор является более сильным окислителем и окисляет сероводород в его водном растворе не до серы, а до серной кислоты:

Уравнение реакции водорода с фтором

Взаимодействие галогенов с водой

Вода горит во фторе синим пламенем в соответствии с уравнением реакции:

Уравнение реакции водорода с фтором

Бром и хлор реагируют с водой иначе, чем фтор. Если фтор выступал в роли окислителя, то хлор и бром диспропорционируют в воде, образуя смесь кислот. При этом реакции обратимы:

Уравнение реакции водорода с фторомHCl + HClO» width=»225″ height=»28″/>

Уравнение реакции водорода с фторомHBr + HBrO» width=»225″ height=»28″/>

Взаимодействие йода с водой протекает в настолько ничтожно малой степени, что им можно пренебречь и считать, что реакция не протекает вовсе.

Взаимодействие галогенов с растворами щелочей

Фтор при взаимодействии с водным раствором щелочи опять же выступает в роли окислителя:

Уравнение реакции водорода с фтором

Умение записывать данное уравнение не требуется для сдачи ЕГЭ. Достаточно знать факт о возможности такого взаимодействия и окислительной роли фтора в этой реакции.

В отличие от фтора, остальные галогены в растворах щелочей диспропорционируют, то есть одновременно и повышают и понижают свою степень окисления. При этом, в случае хлора и брома в зависимости от температуры возможно протекание по двум разным направлениям. В частности, на холоду реакции протекают следующим образом:Уравнение реакции водорода с фторомУравнение реакции водорода с фтором

а при нагревании:

Уравнение реакции водорода с фтором

Уравнение реакции водорода с фтором

Йод реагирует с щелочами исключительно по второму варианту, т.е. с образованием йодата, т.к. гипоиодит не устойчив не только при нагревании, но также при обычной температуре и даже на холоду:

Уравнение реакции водорода с фтором5NaI + NaIO3 + 3H2O» width=»341″ height=»62″/>

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 класс

Уравнение реакции водорода с фтором

ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ С ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ РАЗВЕТВЛЕНИЕМ ЦЕПЕЙ

Уравнение реакции водорода с фтором 16.1. Примеры реакций с энергетическим разветвлением цепей.

В реакциях окисления, таких как Н 2 + О 2 , Р 4 + О 2, CS2 + O2 , СО + О 2 , разветвление цепи происходит при взаимодействии атомов и радикалов с молекулами. На примере реакций фторирования был открыт новый класс цепных реакций: реакции с энергетическим разветвлением цепей. Характерной особенностью этих реакций является образование в заметных количествах колебательно-возбужденных молекул, которые, реагируя, увеличивают число атомов или радикалов в системе. Образуются возбужденные молекулы в сильно экзотермических элементарных реакциях. В реакциях фторирования это вызвано тем, что связь F __ F сравнительно слабая (159 кДж/моль), а связи С __ F (469 кДж/моль в СН 3 F) и Н __ F (565 кДж/моль) прочные. Поскольку реакция R · c F2 экзотермична, в ней с высокой вероятностью образуется возбужденная молекула RF*. Если в такой молекуле имеется связь, близкая по своей прочности к энергии возбуждения молекулы, то происходят диссоциация и увеличение числа радикалов в системе, т. е. разветвление. Например, при фторировании метилиодида разветвление протекает по реакциям:

В образующейся возбужденной молекуле CH 2 FI* сосредоточена энергия, превышающая прочность связи С ___ I (234 кДж/моль), и поэтому вслед за образованием возбужденной молекулы следует ее распад:

В ходе реакции наблюдается свечение, концентрация атомного иода достигает 10% от исходной концентрации фтора. Лимитирует разветвление мономолекулярный распад колебательно-возбужденной молекулы.

Уравнение реакции водорода с фтором 16.2. Реакция водорода со фтором.

Детально изучена реакция фторирования водорода. Она протекает с типичным для разветвленных цепных реакций самовоспламенением, которое возникает в определенном ( p1 ) диапазоне давлений смеси H 2 + F2 , как в случае горения водорода. В областях самовоспламенения кинетика реакции описывается законом е j t . Механизм реакции включает следующие элементарные стадии:

H · + F2 ® HF* + F · , F · + H2 ® HF* + H · ,

Первые две реакции экзотермичны: D Н = — 406 для реакций H · + F2 и D Н = — 130 кДж/моль для реакции F · + H2 . Энергия диссоциации F 2 составляет 159 кДж/моль. Таким образом, в первой реакции выделяется энергия, существенно превышающая прочность F ___ F-связи, что является основанием для развития в этих условиях энергетического разветвления цепей. Выделяющаяся в реакции F · c Н 2 энергия на 60% (240 кДж/моль) сосредоточена в виде колебательной энергии HF. Из-за резонанса между колебательными уровнями HF и Н 2 происходит быстрая передача возбуждения от HF* к Н 2 в результате каскадных процессов ( v — колебательный уровень энергии):

В то время как полярные молекулы HF быстро отдают свою энергию в виде излучения, релаксация колебательно-возбужденных молекул водорода происходит намного (на 4 порядка) медленнее. Поэтому именно они выступают носителями энергии и, реагируя с F 2 , приводят к разветвлению цепей. Сопоставление механизмов двух цепных реакций (Н 2 + О 2 и H 2 + F2 ) позволяет сформулировать различие между цепными разветвленными и цепными реакциями с энергетическим разветвлением цепей. Обе цепные реакции являются разветвленными в силу своей высокой экзотермичности ( D Н = — 484 кДж/моль для Н 2 + О 2 и — 540 кДж/моль для Н 2 + F2 ). Источником разветвления является элементарный акт атома с молекулой: Н · + О 2 и Н · + F2 соответственно. Однако, в цепной разветвленной реакции разветвление происходит как последовательность химических актов, умножающих число активных центров (Н · + О 2 ® НО · + О; О + Н 2 ® НО · + Н · ), а при энергетическом разветвлении важную роль играют промежуточные стадии передачи энергии и реакции возбужденных молекул (HF* + H2 ® HF + H2*;

H2* + F2 ® H · + HF + F · ). Несомненно, возбужденные состояния возникают и в разветвленных, и в неразветвленных цепных реакциях. Однако возникновение возбужденных молекул во многих случаях не приводит к разветвлению цепей, так как для этого необходим ряд условий.

Реакция фтора с дейтерием протекает по механизму, аналогичному реакции F 2 с Н 2 , однако нижний предел по давлению в смеси F 2 + D2 существенно выше, чем у F 2 + H2 . Это свидетельствует о том, что в системе F 2 + D2 разветвление происходит медленнее, поскольку энергия (квант) колебательного возбуждения Уравнение реакции водорода с фторомна 13 кДж/моль меньше, чем у Уравнение реакции водорода с фтором.

Уравнение реакции водорода с фтором 16.3. Химические лазеры на основе цепных реакций.

Как известно, лазер (оптический квантовый генератор) генерирует когерентные электромагнитные волны. Его действие основано на вынужденном испускании фотонов под влиянием внешнего электромагнитного поля. Для этого в рабочем теле (например, газе) источника излучения создают такую инверсную заселенность частиц в возбужденном состоянии с энергией Е 2 , чтобы число возбужденных частиц превышало число невозбужденных с энергией Е 1 . Тогда при прохождении через среду электромагнитной волны с частотой w = ( Е 2Е 1)hL/2 p интенсивность ее будет нарастать за счет актов индуцированного испускания света возбужденными частицами. Усиление электромагнитной волны за счет вынужденного испускания приводит к экспоненциальному росту ее интенсивности I по мере прохождения пути z:

где I = I0 при z = 0; a — коэффициент квантового усиления; b- коэффициент суммарных потерь. Коэффициент a

(N* — N ), и усиление возможно только в том случае, когда a>b , т. е. условие a = b является критическим.

Генерация света происходит в резонаторе, который обычно имеет форму цилиндра с зеркалами на его торцах. Тем или иным способом в рабочем теле создается инверсная заселенность молекул. Фотоны, испущенные в среде, проходя мимо возбужденных молекул, вызывают испускание новых фотонов, и т. д. Те фотоны, которые случайно испущены вдоль оси резонатора, многократно отражаются от зеркал и порождают в среде лавину таких фотонов. Длина резонатора выбирается такой, чтобы по его длине укладывалось целое число волн, так что при многократном отражении фотонов в резонаторе возникают стоячие волны, интенсивность которых усиливается лавинообразно. В лазере генерируется когерентное излучение, направленное вдоль оси резонатора. Для того чтобы излучение вышло из резонатора, одно из зеркал делается полупрозрачным или с отверстием. Инверсная заселенность рабочей среды в лазере достигается разнообразными способами, например освещением рабочей среды специальными лампами; применяют также газовый разряд, пропускание электронного пучка, газодинамический способ. В одном из способов, химическом, используется часть энергии, выделяемой в реакции.

К химической реакции, которая используется в хемолазере, предъявляется ряд требований.

1. Так как в системе должны возникать возбужденные частицы, то их источником может служить только экзотермическая реакция. Выделяемая в ней энергия (Е = -D Н ) должна превосходить энергию возбуждения частиц, которые служат источником излучения. Например, в реакции Н с F2 выделяется энергия в 408 кДж/моль , что достаточно, чтобы возбудить HF до колебательного уровня с квантовым числом v = 10.

2. Возбужденная частица релаксирует, поэтому образование таких частиц должно происходить быстро, поскольку только в этом случае удается создать ситуацию с инверсно заселенными частицами в системе. Быстро протекает, например, реакция F · c Н 2 . При комнатной температуре эта реакция протекает в одном из сорока бимолекулярных столкновений.

3. Для работы лазера необходимо, чтобы значительная часть этой энергии перешла в ту форму энергии, которая используется для создания лазерного излучения. Поэтому очень важно, как выделившаяся энергия распределяется между различными видами энергии частиц (поступательной, вращательной, колебательной, электронной).

На мощность и другие характеристики лазера большое влияние оказывают разнообразные процессы дезактивации. Наиболее благоприятное сочетание все эти формы получили во фторводородных лазерах. Поэтому на данной системе мы остановимся более подробно.

Реакция Н · с F 2 протекает с высокой константой скорости

k1 = 10 11 exp( — 10/RT) = 1,8 x 10 9 л/(моль x с) (298 К).

В результате этой экзотермической реакции продукт HF получается в колебательно-возбужденном состоянии. Вероятность образования HF* на колебательном уровне P(v) = 0,07 (v = 3); 0,14 (v = 4); 0,35 (v = 5) и 0,44 ( v = 6). Быстро протекает и реакция F · с Н 2:

k2 = 1,6 x 10 11 exp( — 7/RT) = 9,4 x 10 9 л/(моль x с) (298 К).

Вероятность P(v) = 0,7 (v = 1), 0,55 (v = 2) и 0,28 ( v = 3).

Как уже отмечалось, очень важны процессы передачи энергии. В результате передачи энергии типа V ® T, R (перехода колебательной в поступательную или вращательную) происходит дезактивация частиц, которые служат источником лазерного излучения. Скорость дезактивации зависит от частицы М, с которой сталкивается HF, и от температуры. Ниже приведены константы скорости процесса

HF (v = 1) + M Уравнение реакции водорода с фторомHF (v = 0) + M.

М Т , Кk , л/(моль x с)
HF295 — 10003 x 10 11 T — 1 + 7,1 x 10 5 T
Ar800 — 24001,7 x 10 — 3 T 3,05
He1350 — 40005,5 x 10 — 8 T 4,46
F1400 — 410012T 2,85
H2295 — 61016T 2,28
F23502 x 10 6

При столкновении двух молекул происходит передача колебательной энергии от одной молекулы к другой. В таком переходе колебательное квантовое число v меняется на единицу. Вероятность перехода зависит от энергии перехода в той и другой молекуле. Быстро переход происходит тогда, когда эти энергии близки.

Существует два типа HF-лазеров: один работает на основе нецепной реакции, другие используют цепную реакцию в системе H 2 + F2 . В первом случае в системе тем или иным способом (фотолизом, электрозарядом, пучком электронов и т. д.) генерируют из фторсодержащего соединения атомы фтора. Они реагируют с молекулами водорода с образованием колебательно-возбужденных молекул HF, которые и являются источником лазерного излучения. Ниже приведен ряд таких систем.

СистемаДавление, кПаДлительность импульса, мксЭнергия, Дж
NF3 ____ CH4(H4)1,3 — 5,010,025
SF6 ____ C3H860,257,5
SF6 ____ H2200,2011
F2 ____ H21330,0252500

К. п. д. таких лазеров, т. е. отношение энергии лазерного излучения к энергии инициированного электроразряда, составляет 4%, т. е. невелико. Для создания лазеров высокой мощности цепная реакция имеет очевидное преимущество перед нецепной, поскольку в таких лазерах основным источником энергии является химическая энергия ( D Н) цепного процесса. Лазер, использующий цепную реакцию H 2 + F2 , работает в интервале давлений р 1 , где р 1 и р 2 — нижний и верхний пределы воспламенения. Инертный газ — гелий. Так как цепная реакция возникает спонтанно, то для управления ею в смесь добавляют ингибитор — молекулярный кислород, а для инициирования используют вспышку света. Часть энергии возбужденных молекул расходуется на разветвление. Поэтому в спектре такого лазера наблюдаются линии, соответствующие переходам HF( v) ® HF(v — 1) для v Уравнение реакции водорода с фтором 4. Ниже приведены длины волн, соответствующие разным переходам в HF в зависимости от вращательного квантового числа J:

Переход:

v ® v — 1

Вращательное квантовое число J молекул HF
1 ® 05678910
l (мкм)2,6722,7072,7432,7822,8222,865
2 ® 12345678
l (мкм)2,6962,7272,7602,7952,8312,8702,910
3 ® 23456789
l (мкм)2,8532,8882,9252,9632,0042,0472,093
4 ® 31234567
l (мкм)2,9222,9542,9893,0263,0643,1053,148

Время лазерной вспышки зависит от состава смеси и изменяется в интервале 3 — 12 мкс. Максимальная интенсивность излучения, например, для смеси H 2:F2 :He = 1:2:40 достигает 500 Вт/см 2 . Электрический к. п. д. преобразования энергии импульса в энергию лазера достигает 160%, выходная энергия лазера до 2500 Дж. Удельная энергия лазера, инициируемого импульсным фотолизом, достигает 80 Дж/л. Эти характеристики приближают HF-лазер к импульсным СО 2 — и СО-лазерам.

Уравнение реакции водорода с фтором Литература

1. Гордиец Б. Ф., Осипов А. И., Шелепин Л. А., Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры, Наука, Москва, 1980.

2. Гросс Р., Батта Дж., (редакторы), Химические лазеры, Мир, Москва, 1980.

3. Басов Н. Г., (редактор), Химические лазеры, Наука, Москва, 1982.

4. Тальрозе В. Л., Васильев Г. К., Батовский О. М., Химические лазеры на цепных и разветвленно-цепных реакциях, Кинетика и катализ, 1970, Т. 11, С. 277.

💥 Видео

Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.

Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Составление уравнений химических реакций.  1 часть. 8 класс.

Водород/химические свойства водорода/8 классСкачать

Водород/химические свойства водорода/8 класс

38. Водород. Химические свойстваСкачать

38. Водород. Химические свойства

Водород и галогены | Химия с Юлией ВишневскойСкачать

Водород и галогены | Химия с Юлией Вишневской

Водород. Химические свойства. Урок 21. Химия 7 класс.Скачать

Водород. Химические свойства. Урок 21. Химия 7 класс.

Как составлять ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ | 4 лайфхака - 95 ВСЕХ РЕАКЦИЙ в химии!Скачать

Как составлять ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ | 4 лайфхака - 95 ВСЕХ РЕАКЦИЙ в химии!

Свойства и применение водорода. 8 класс.Скачать

Свойства и применение водорода. 8 класс.

КАК УЧИТЬ ХИМИЮ ЭЛЕМЕНТОВ? | Разбираем химические свойства водорода, галогенов, кислорода и серыСкачать

КАК УЧИТЬ ХИМИЮ ЭЛЕМЕНТОВ? | Разбираем химические свойства водорода, галогенов, кислорода и серы

Химия | седьмая группа | фтор | 3 | химические свойстваСкачать

Химия | седьмая группа | фтор | 3 | химические свойства

Реакции металлов с кислородом и водой. 8 класс.Скачать

Реакции металлов с кислородом и водой. 8 класс.

Галогены: фтор, хлор, бром и иод | Химические свойства #галогены #химия #видеоурок #егэхимияСкачать

Галогены: фтор, хлор, бром и иод | Химические свойства #галогены #химия #видеоурок #егэхимия

ВОДОРОД | Химия | От А до Я простым языкомСкачать

ВОДОРОД | Химия | От А до Я простым языком

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный Объем

Взаимодействие кислорода с водородомСкачать

Взаимодействие кислорода с водородом
Поделиться или сохранить к себе: