المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر



العوامل المؤثرة على حركية تفاعلات الأكسدة الضوئية  
  
809   01:20 صباحاً   التاريخ: 2024-01-28
المؤلف : مثنى صالح مشكور الجبوري
الكتاب أو المصدر : دراسة و معالجة المياه الصناعية المصرفة التابعة للشركة العامة للصناعات النسيجية...
الجزء والصفحة : ص 37-39
القسم : علم الكيمياء / الكيمياء اللاعضوية / مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 11-6-2020 1024
التاريخ: 5-5-2019 1179
التاريخ: 4-7-2017 1306
التاريخ: 23-3-2017 1594

هنالك بعض العوامل تؤثر على عملية التحفيز غير المتجانس في التفاعلات الضوئية ويمكن توضحيها كالاتي :

  1. تركيز العامل المحفز : يتناسب معدل سرعة التفاعل الأبتدائية بصورة مباشرة مع كتلة العامل المحفز (mass) هذا من الناحية الاستاتيكية أو الديناميكية , لذا فإن التفاعلات الضوئية المحفزة غير المتجانسة لا تعتمد على الكتلة لأن قيمة (m) محددة وأنما تعتمد على طبيعة المركب المراد معالجته وشكله الهندسي وظروف العمل التي تتمثل بالتركيز الأفضل من TiO2 الذي يضمن معاملة كل السطح المغطى . إن التركيز (0.1-5)غم/لتر من TiO2 هو أفضل تركيز يضمن الامتزاز الكلي لكل الفوتونات الفعالة (1-2).
  2. تركيز المادة الأساس : تخضع مركبات تفاعلات التكسير لميكانيكية (Langmiur Hinsholwood) إن معدل سرعة التفاعل ( r ) يتناسب مع الجزء المغطى من السطح بالمادة الأساس (θ) وكما يأتي :

 

إذ إن K هو ثابت معدل سرعة التفاعل و K هو ثابت امتزاز المركب و C التركيز الابتدائي للمادة الأساس في المحاليل المخففة فإن  KC <<1 . لذا فان التفاعل من المرتبة الأولى . أما في المحاليل المركزة فإن  KC>>1 وأن هذا التفاعل من المرتبة
الصفرية(3-4).

3.تأثير درجة الحرارة والرقم الهيدروجيني :إن معظم التفاعلات الضوئية غير حساسة للتغيرات الطفيفة في درجات الحرارة وحالات قليلة جداً بنيت تأثير أرينس خلال عملية التكسير الضوئي(5). في حين أن الرقم الهيدروجيني للمحاليل المائية تؤثر على حجم الجزئيات وشحنة السطح ومواقع حافة الحزمة لـTiO2 بسبب خواصة الامفوتيرية(6) . إن شحنة نقطة الصفر (Zero Point Charge) تمثل الرقم الهيدروجيني لـTiO2 عندما يكون سطح الأوكسيد غير مشحون وتكون بحدود 7 وعند الزيادة أو النقصان عن هذا فإن   العامل المحفز يكون إما  سالب وأما موجب الشحنة وكما في المعادلات الاتية :

TiOH+2          TiOH + H+ ……………………(1-31)

TiOH           TiO- + H+ ………………………(1-32)

وبذلك فإن  الأكسدة الضوئية المحفزة للمركبات العضوية تتأثر بالرقم الهيدروجيني .

4.الأيونات اللأعضوية : تؤثر بعض الايونات السالبة في المياه الطبيعة أو الملوثة مثل ( الكلوريدات والبروميدات والكبرتيتات والفوسفات ) بشكل مثبط لعملية التكسير الضوئي إذا  ما أتحدت مع TiO2 أو اقتربت من سطحة(7-8) . زيادة على الفعالية الكيميائية للأيونات السالبة اتجاه TiO2 فإن  الرقم الهيدروجيني يبين خواص الأيونات المؤثرة ,  إذ إن  معدل سرعة التكسير الضوئي لمركبات مختلفة تثبطت بوجود الكلوريد عند pH = 3-4 (9), فبوجود الوسط الحامضي تكون الاشكال الهندسية لـTiO2 أما TiOH2+ أو TiOH وعند اقتراب آيونات الكلوريد من المراكز الفعالة فإنها  تقلل من معدل سرعة التفاعل , أما بوجود الوسط القاعدي فإن  اقتراب أيونات الكلوريد لا تتملك أي تايثر تثبيطي لوجود شحنة سالبة على سطح العامل المحفز و كما هو الحال بوجود أيونات النتريت .

5.شدة الضوء : تتناسب سرعة التفاعلات الضوئية المحفزة مع شدة الضوء وذلك بتناسب سرعة التفاعلات الضوئية مع الجذر التربيعي لشدة الضوء عند الشدة الفعالة(10).

6. الأوكسجين : تعتمد فعالية ومعدل سرعة التفاعل الضوئي المحفز لتكسير المركبات العضوية على وجود الاوكسجين أو اضافة بعض المؤكسدات مثل
(Peroxy disulfate or Peroxides)(11). أن جزئية الاوكسجين تعمل كمصيدة لألكترون حزمة التكافؤ وإن تركيز الاوكسجين يعتمد على ما يتطلب من الأوكسجين للأمتزاز أو الاستهلاك في الضوء أو الظلام .

7. الطول الموجي : يمثل التغير في معدل سرعة التفاعلات الضوئية المحفزة دالة للطول الموجي بالاعتماد على الطيف الامتصاصي للعامل المحفز من خلال طاقة فجوة الحزمة , وبما أن TiO2 و ZnO يملكان طاقة فجوة حزمة مقدارها (3,2) الكترون فولت لذا فهو يمتص في المنطقة القريبة من الأشعة فوق البنفسجية (max-UV) وعند طول موجي (387)نانوميتر وبذلك يجب التأكد من أن المتفاعلات لا تمتص عند هذا الطول الموجي .

8. الامتزاز : يعد أمتزاز المركبات العضوية على سطح جزيئات شبه الموصل من أهم الاعتبارات في تفاعل الأكسدة الضوئية المحفزة, إذ يبين Langmiur العلاقة بين معدل سرعة تفاعل التكسير والتركيز الابتدائي لمركب العضوي وبذلك فأن الامتزاز يطيع قانون التفاعلات الضوئية المحفزة   .

 

---------------------------------------------------------------------------------------------------

1- J. Gimenez, D. Cureo, M. A. Queral, Catalysis Today, 54 ( 2-3), 243 ( 1999 ).

2- J. P. Percherancier, R. Chapelon, B. Buyet, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 87, 266 (1995).

3- J. M. Herrmann, Catalysis Today, 53, 129 ( 1999 ).

4- I. Arslan, I. A. Balcioglu, D. W. Banhemann, Applied Catalysis B: Environmental, 26, 206 ( 2000 ).

5- T. Zhang, Journal of Photo Chemistry and Photobiology A: Chemistry, 104, 172 ( 2001 ).

6- P. Fernandez–Ibanez, F. J. de-Las Nieves, S. Malato, Journal of Colloid and Interface Science, 227, 516 ( 2000 ).

7- E. Pelizzetti, Solar Energy Materials and Solar Cells, 38, 457 (1995).

8- K. H. Wang, Chemosphere, 40, 394 ( 2000 ).

9- K. H. Wang, Applied Catalysis B: Environmental, 21, 8 (1999 ).

10- G. Al Sayyed , J. C. D’Oliveira , P. Pichat , Journal of Photochemistry and Photo Biology A: Chemistry, 58, 114 ( 1991 ) .

11- Y. wang , C. S. Hong , water research , 34 ( 10 ) ,2797 ( 2000 ).

 

 

 

 




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .