Задачи к семинару №8 от 30.10.2020 по курсу Химическая физика

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Задачи к семинару №8 от 30.10.2020 по курсу Химическая физика

Задача 1.

Кинетическую схему образования эксимера ( ) можно представить следующим образом:

1 уравнение – переход исходной молекулы мономера в возбуждённое состояние в результате поглощения света.

2 уравнение – переход молекулы мономера из возбуждённого в основное состояние путём испускания света (флуоресценция).

3 уравнение – что и уравнение 2, только без испускания света (безызлучательный переход).

4 уравнение – образование эксимера.

5 уравнение – флуоресценция эксимера (безызлучательного перехода нет).

Известно:

1). Если раствор бесконечно разбавить, то квантовый выход мономерной флуоресценции составит , а время жизни с.

2). М^-1с^-1.

3). Исходная концентрация мономера М.

Найти:

Квантовый выход мономерной и эксимерной флуоресценции ( и ) и время жизни мономерной флуоресценции .

Решение:

При бесконечном разбавлении невозможно протекание бимолекулярных реакций, т.е. надо рассматривать лишь реакции 1-3.

Если бы безызлучательный переход отсутствовал, то каждый поглощённый фотон молекулой А в основном состоянии привёл бы к излучению одного фотона молекулой А^*, в результате квантовый выход оказался бы равен 1.

Когда имеется безызлучательный канал, то

Переход из возбуждённого состояния в основное подчиняется уравнению

То есть время жизни равно

Теперь легко найти, что с^-1, с^-1.

Рассмотрим реальный раствор с M.

Теперь каждый поглощенный молекулой А фотон может привести либо к переходу молекулы А^* обратно в А с высвечиванием фотона или без такового, либо к образованию эксимера А₂^*. В последнем случае всегда будет излучён 1 фотон. Таким образом:

Считая [A]=[A]₀=10^{-3 М, найдём .}

, откуда с.

12 3 Следующая ⇒