Spaltung von Sauerstoff bei einer Wellenlänge von 254nm?

22/11/2011 - 15:01 von Mario Hahn | Report spam
Hallo Experten,

ich beschàftige mich gerade der Spaltung von Sauerstoff (zur Ozonerzeugung).
Da ich gerade nach UV Strahlern suche, und diese meist das ein
Standardspektrum haben (eine Spitze bei 254nm und eine bei 185nm),
wollte ich mir ausrechnen, ab welcher Wellenlànge die Strahlung
energiereich genug ist, um Sauerstoff zu spalten.

Hier meine Berechnung:

Reaktionsenthalpie von O2: 500kJ/mol

500000 / 6.022e23 = 8.3e-19 J


Über das Planck'sche Wirkungsquantum kann die dazugehörige Frequenz
berechnet werden:

f = E / h = 8.3e-19 / 6.63e-34 = 1.25e15 Hz


Schließlich kann über c = Lambda * f die zugehörige Wellenlànge
berechnet werden:

Lambda = c / f = 300.000.000 / 1.25e15 = 239,41nm





Daraus würde ich interpretieren, dass alle Wellenlàngen größer 239nm
nicht genug Energie besitzen, um den molekularen Sauerstoff zu spalten.
Selbstverstàndlich gilt das nur für Normbedingungen (20°C, 1 bar).

Jetzt kommen wir zu dem Punkt, an dem ich etwas verwirrt, bzw. unglàubig
bin:

Ein Bekannter von mir meinte, dass trotz meines Ergebnisses bei 254nm
Ozon produziert wird- nicht so effektiv, aber doch genug um es
wahrzunehmen. Er meinte Wirkungsquerschnitt sei das Stichwort dazu.

Stimmt diese Aussage und wenn ja, warum? Ich kann mir beim besten Willen
nicht erklàren, wie unter Normbedingungen bei 254nm (entspricht
7.8e-19J/Teilchen) eine Spaltung stattfinden kann.

Vielen Dank für euren Input!
 

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#1 Roland Franzius
22/11/2011 - 16:22 | Warnen spam
Am 22.11.2011 15:01, schrieb Mario Hahn:
Hallo Experten,

ich beschàftige mich gerade der Spaltung von Sauerstoff (zur
Ozonerzeugung).
Da ich gerade nach UV Strahlern suche, und diese meist das ein
Standardspektrum haben (eine Spitze bei 254nm und eine bei 185nm),
wollte ich mir ausrechnen, ab welcher Wellenlànge die Strahlung
energiereich genug ist, um Sauerstoff zu spalten.

Hier meine Berechnung:

Reaktionsenthalpie von O2: 500kJ/mol

500000 / 6.022e23 = 8.3e-19 J


Über das Planck'sche Wirkungsquantum kann die dazugehörige Frequenz
berechnet werden:

f = E / h = 8.3e-19 / 6.63e-34 = 1.25e15 Hz


Schließlich kann über c = Lambda * f die zugehörige Wellenlànge
berechnet werden:

Lambda = c / f = 300.000.000 / 1.25e15 = 239,41nm





Daraus würde ich interpretieren, dass alle Wellenlàngen größer 239nm
nicht genug Energie besitzen, um den molekularen Sauerstoff zu spalten.
Selbstverstàndlich gilt das nur für Normbedingungen (20°C, 1 bar).

Jetzt kommen wir zu dem Punkt, an dem ich etwas verwirrt, bzw. unglàubig
bin:

Ein Bekannter von mir meinte, dass trotz meines Ergebnisses bei 254nm
Ozon produziert wird- nicht so effektiv, aber doch genug um es
wahrzunehmen. Er meinte Wirkungsquerschnitt sei das Stichwort dazu.

Stimmt diese Aussage und wenn ja, warum? Ich kann mir beim besten Willen
nicht erklàren, wie unter Normbedingungen bei 254nm (entspricht
7.8e-19J/Teilchen) eine Spaltung stattfinden kann.




Die Reaktionsenthalpie 3 O_2-> 2 O_3 liegt aber nur bei 286 kJ/mol wozu
noch ca 30 kJ/mol für die Verringerung der Teilchenzahl kommen. Da die
Reaktion eh nurt passieren kann, wenn sich die Moleküle stoßen, wird
automatisch eben ein Teil der Bindungenergie aus den Freiheitsgraden der
relativen kinetischen Energie und den Rotationsfreiheitsgraden der
Zweipunktverteilung für Hanteln im Stoß im Schwerpunktssystem bezogen.


Roland Franzius

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