Приложение Г (справочное). Преимущества и недостатки монохроматического или полихроматического излучения

Приложение Г
(справочное)

Преимущества и недостатки монохроматического или полихроматического излучения

Г.1 Основным преимуществом при использовании монохроматического излучения для определения квантового выхода испытуемого химического вещества является то, что при этом устраняется необходимость непосредственного измерения падающего монохроматического излучения [см. уравнения (16) и (18), приведенные в основном тексте]. В то же время, недостатком является то, что для определения квантового выхода с использованием монохроматического излучения требуется больше времени, чем с использованием полихроматического излучения, поскольку актинометр и испытуемое химическое вещество поглощают поток фотонного излучения только при одной длине волны вместо нескольких длин волн.

Г.2 Основным преимуществом при использовании полихроматического излучения (ксеноновая дуговая лампа с фильтрами или солнечный свет) вместо монохроматического излучения для определения квантового выхода испытуемого химического вещества является то, что в этом случае требуется значительно меньше времени [8]. Причина заключается в том, что поглощение потока фотонного излучения актинометром и испытуемым химическим веществом происходит при нескольких длинах волн, а не только при одной длине волны. Основным недостатком при использовании полихроматического облучения для определения квантового выхода испытуемого химического вещества является то, что, в отличие от монохроматического излучения [см. уравнения (19) и (20)] в основном тексте, его использование требует определения плотности потока излучения фотонов.

Г.3 Преимуществом при использовании солнечного света вместо ксеноновой лампы, если для определения квантового выхода используется полихроматическое излучение, является то, что в свободном доступе имеются таблицы, содержащие средние значения плотности потока солнечного излучения в зависимости от сезона и географической широты. Также, если используется солнечный свет, устраняется необходимость использования источников искусственного монохроматического или полихроматического излучения. Однако, если используется солнечный свет, требуется актинометр с регулируемым квантовым выходом, с тем, чтобы скорость прямого фотолиза актинометра можно было скорректировать, для того чтобы она была сравнима с таковой для испытуемого химического вещества при одинаковых условиях облучения [2], [12]. Параллельное экспонирование испытуемого химического вещества и актинометра при солнечном облучении в рамках сравнимого периода времени сводит к минимуму ошибки, связанные с изменениями плотности потока солнечного излучения, вызванного туманом, различной облачностью и т.д. [12], [33].

Г.4 Примером актинометра с регулируемым квантовым выходом является п-нитроацетофенон-пиридин (PNAP-PYR) актинометр [37]. Для раствора с концентрацией моль л ^-1 п-нитроацетофенона квантовый выход актинометра в эксперименте, достигаемый при монохроматическом облучении при 313 нм, может регулироваться применением различных концентраций раствора пиридина согласно следующему уравнению [2], [12]:

,

(Г.1)

где Ф _act - квантовый выход раствора n-нитроацетофенона концентрации моль л ^-1;

с (pyridine) - молярная концентрация пиридина.

Г.5 Список соответствующих химических актинометров, используемых в исследованиях фотохимических процессов в водной среде, приведен в таблице Г.2.

ГАРАНТ:

Нумерация таблиц приводится в соответствии с источником

Таблица Г.2 - Актинометры (химические системы)

Позиции, a) - i)	Актинометр (система)	/нм	Ф (растворитель)	Библиография
а)	n-нитроацетофенон/пиридин	290-370	вариабельная, Ф() = const (вода, 1 % CH 3CN)	[37]
(b)	n-нитроанизол/пиридин	290-370	вариабельная, Ф() = const (вода, 1 % CH 3CN)	[38]
(с)	валерофенон	290-330	0,98  0,04 вода)	[39]
(d)	ферриоксалат	250-500	1,25-0,9 (вода)	[40], [41], [21]
(е)	о-нитробензальдегид	300-410	0,5 (ацетон или CH 2Cl 2)	[21]
(f)	соль Рейнеке	316-750	0,3 (вода)	[12]
(g)	аберхром 540	310-375	0,2 (толуол)	[44]
(h)	азобензол	230-460	Ф(trans cis) = 0,14 Ф(cis trans) = 0,48 (метанол)	[46]
(i)	щавелевая кислота/ сульфат уранила	200-500	0,5-0,6 (0,1 моль/л H 2SO 4)	[8]

Примечания -

1) /нм - оптимальный диапазон длин волн при использовании актинометров [12], [28];

2) Ф (растворителя) - квантовый выход актинометра Ф [12], [28] в обычном растворителе (квантовый выход, не зависящий от длины волны, обозначается как Ф() = const;

3) Библиография - ссылки на типичные случаи применения химических актинометров.

Г.6 Два первых актинометра, приведенные в таблице Г.2, имеют регулируемый квантовый выход, и поэтому особенно полезны, если используется солнечное излучение [12]. Первые три актинометра, перечисленные в таблице Г.2, относятся к актинометрам с низкой оптической плотностью, а последние шесть актинометров - к актинометрам с высокой оптической плотностью. Другие химические актинометры описаны в документе ИЮПАК о химических актинометрах [28].