大氣環(huán)境化學(xué)-閱讀頁
2024-08-23 16:06本頁面
【正文】 解后的 O能夠與 NO2反應(yīng)： O+NO2→O 2+NO 這樣會導(dǎo)致最終得到的 NO要比初級光化學(xué)反應(yīng)中得到的多 ， 即總量子產(chǎn)率大于初級量子產(chǎn)率 。 例如： O3+hv→O 2*+O* O2*+O3→ 2O2+O 3O3+hv→ 3O2+3O O*+O3→O 2+2O 3O+3O3→ 6O2 總反應(yīng)： 6O3+hv→ 9O2 所以對于 O3消失的總量子產(chǎn)率為 6， 即吸收一個有效光子 能夠?qū)е?6個 O3消失 。 二、大氣中重要吸光物質(zhì)的光解 ?O2:是空氣的重要組分 ， 對地球生命系統(tǒng)的維系具有重要作用 。 可見 ， 氧原子在 243nm處開始吸光 ， 于 147nm處達到最大 。 鍵能： NN鍵，鍵能較大， E0=，對應(yīng)能夠使其斷裂的光子波長為 127nm。而且氮分子基本不吸收波長大于 120nm的光。 臭氧光解對于維持臭氧層的物質(zhì)平衡具有重要作用 ， 而且光解也存留了大量的太陽能量 ，緩慢釋放到大氣中 ， 成為上層大氣的一個能量貯存庫 。 形成： 源自氧分子的光解 (是平流層臭氧的主要來源 ) O2+hv(240nm)→O 2*→O+O O+O2→O 3 消耗： 臭氧的光解 （ 需要的離解光能較低 ， 在紫外 、 可見和紅外范圍內(nèi)均能吸光而發(fā)生光解 ） O3+hv(240nm)→O 3*→O 2+O 臭氧吸收的主要是來自太陽的短波輻射 (290nm)。 臭氧在 440nm— 850nm處也有一個吸收帶 ， 即臭氧也能夠吸收來自地球下層大氣的長波逆輻射 ， 所以從這個意義上說 ，臭氧也是一種溫室氣體 （ 能夠在對流層中保存熱量 ） 。 太陽輻射主要介于紫外和可見光波段 ， 而地球表面和大氣 （ 溫度低 ） 的輻射主要在 400nm以上 ， 稱為長波輻射 ， 一般把能夠強烈吸收 400nm波長以上的氣體稱為溫室氣體 。特別是在城市上空 ， 它是重要的吸光物質(zhì) ， 在底層大氣中能夠吸收全部來自太陽的紫外線和部分可見光 。 看圖 （ P24） ， 其在 290nm410nm處于具有連續(xù)的吸收峰 一般認為波長小于 420nm以下的光能夠引起 NO2分子的光解： NO2+hv(420nm)→NO 2*→NO+O O+O2→O 3 上述反應(yīng)是對流層大氣中唯一已知的臭氧污染物的人為重要來源 。 SO2的光解 SO2：大氣中二氧化硫的數(shù)量在逐漸增多 ， 可參與許多化學(xué)反應(yīng) 。 鍵能： E0=， 有三條吸收帶： 340400nm,240330nm,180240nm。 SO2+hv(240400nm)→SO 2*， 但是該激發(fā)態(tài)物質(zhì)在污染的大氣中能夠參與許多光化學(xué)反應(yīng) 。 甲醛的光解 甲醛 :干潔大氣中不含甲醛 ， 但是人們的生產(chǎn)和生活排放大量醛類物質(zhì) ，尤其以甲醛最多 ， 因此研究甲醛的光解有一定意義 。 吸光后的初級過程為： HCHO+hv→CHO+H, 或者 HCHO+hv→CO+H 2 其生成物能夠發(fā)生一些次級過程： 2CHO→ 2CO+H2 2H? +M→H 2+M CHO? +H? →CO+H 2 一般大氣中總會有 O2的存在 ， 此時可發(fā)生反應(yīng)： O2+H? →HO 2? CHO? +O2→CO+HO 2? 因此空氣中醛類的光解能夠產(chǎn)生較多的 HO2自由基 ,其氧化性很強 ，對呼吸道刺激 。也會產(chǎn)生 CO有毒害氣體 。 判斷下述光化學(xué)反應(yīng)體系的表觀量子產(chǎn)率 （ 寫出方程 ） ： （ 2） O2和 NO2共存體系中 NO2光解 ， 其中得到 NO的表觀量子產(chǎn)率； （ 3） 純 NO2光解體系內(nèi) ， 其中得到 NO的表觀量子產(chǎn)率； （ 3） 純 O3體系中 O3光解時 ， O3消失的表觀量子產(chǎn)率 。
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