CC BY
12
Вестник ТГПУ 19W. Выпуск 7 (16). Серия: ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ
УДК 541 14
Л.П. Ерёмин, Н.Д. Еремина
АКТИНОМЕТРИЯ НЕФИЛЬТРОВАННОГО УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ
Том .тки/ государственный педагргвнеский университет
О.'н ииы ак1 ¡¡поморий УФ-шлучения основаны hp знапЕЕИ квантовых выходов фотохнмнчес-Kiuti.реакций в актино метрических системах. Поскольку квантовые выходы реакции зависят от длины волны падающего свеговос о излучения, то способы актинометрии строго применимы лишь к монохроматическому свету. Однако известные в литературе данные о.распределении энергии в спектрах излучения ртутно-кварцевых ламп и дан-hi.es значений квантовых выходов актпнометрн-ческчЕХ paci и о ров лр» различных длинах волн позволяют довольно корректно и с иысокой степенью точности ве.шолшпь определение интенсивности н квантового потока нефильтрованного У Ф-нэ лучения
Методика определения назвашплх параметров разработана нам El при актш-гомегрнп УФ-шлу чс-иия ртутно-кварцевон лампы высокого давления тина ПРК. Лампа имеет линейчатый спектр Распределение энергии излучения по спектру приведено в [1].
В качестве приемника излучения использовали феррионеалатнын актинометр; 0,006 М раствор феррноксалага калия K,[FcíC,Ot)jB 0,1 и. серной кислоте. Актннометрнческин раствор вливали в чашку Петри слоем толецшеой 1,5 см. устанавливали под лампой на место, используемое для облучения исследуемых образцов, и экспонировали полным спектром лампы в течение 30 мни. Дальнейшие операции актинометрнп выполнит по известной методике [2]. Поглощение облученно-ю актнномстрнческого раствора определяли Eta спектрофотометре СФ-26 при 405 нн в кювете с толщиной слоя I ем. Рассчитывали среднюю скорое образования к о нон двухвалентною железа /¡Fd, в подпой толщине актннометрического раствора с площадью облучения 1 см3. Скорость г.i,гjiLi/tin ¡jl в цгпицах, им ощпх размерность clÉV.
По результатам актинометрии определял» интенсивность и квантовый поток полного спектра ■■.:■!■ ; iiBHoii час i и излучения лампы Г1 Pi-'. „.i -i i i-l o использовали формулы, вывод которых приведен ниже-.
Если тт единицу облучаемой поверхности па-дает световой пучок с интегральной интенеивнос-Tf.jo / (Вт/см-), то интенсивность шооого монохроматического потока, входящего в интегральным поток, равна
: де и - относи гаи. на я доля энергии монохрома j ■ з чес кого потока в интегрально и пот оке
RocKoJibKy энергия одного кванта Е. с длиной волны Я определяется уравнением Е.-/)с/\, (Л
где h - постоянная Планка, /i=6,6SL Ш1** ДжЧс; с скорость света в вакууме, с=3 ■ l()h м/с, то монохроматический кващЪвый поток Л' составляет N=IJE^^/(hc)/ (3)
Интегральный квантовый поток неф и н/гро-ваннои} УФ-нтченпя N равен сумме
he
(4)
где п - число линии спектра в акттюмстрируемом (П^ЧСПИИ.
М о и о \ ром a i и чсскш i к в а нтов ы т i п о ток Л со -здэетза \ с п полной толщине слоя актинометрн-чсского раствора с поверхностью I см: п. ионов Fe!f, кошгчеетво которых определяется формулой
где к. - доля монохроматическою света, поглоща-смою полноП толщиной слоя актинометра; <.-, квант овый выход для фиксированной длины полны света.
Подставив уравнение (3) в уравнение (5), получаем
fr=a^//(fic). <6)
Найденное при облучении актпнометрического раствора количество етонов двухвалентного железа artít равно
/ '
0)
Из уравнения (,) следует формула дтя определения нефильтрованного УФ-из.] учения:
1 = КъгМ^&АКф i
00
Воспользовавшись уравнениями (4) 11 получаем выражение для вычисления квантового потока полного спектра УФ нал учения
(0
м / Í=J
Л.П. Ерёмин, И. П. Ерёмина. Актинометрия ш'фхмьтрованного УФ-из.чуччты
Поскольку обычно облучаемые объекты поглощают лишь часть cneicrpa УФ-пзлучения ртутно-кварцевой лампы, интегральную интенсивность активной час: и светового излучения I оычтля-
J imff?
ем по формуле
.'Г J I п
(10)
где т - число линий активной части спектра.
Активный квантовый поток N определяем, нос поп ьюв аишнсь формулой (4) п просуммировав монохроматические потоки по числу линий активной части спектра (ш):
J А
Act?
(И)
Используй уравнение (8), приводим выражение 1) к другому, более удобному для расчетов, виду
«л
Та.Л,^
<Ш
j-i
Расчет коэффициента в ^ вводящих в уравнения (4), (8), № И (12), выполняли в виде таблицы. Необходимые для расчетов величины взяты из литературных данных. Зависимость относительных долей энергии монохроматических потоков а. от длины волны А в спектре излучения ртутно-квар-ценой пампы ПРК позаимствована из [1]. Значения долей монохроматического света kt, поглощаемых полной толщиной слоя актинометра {1,5 см), и квантовых выходов для соответствующих длин волн А падающего излучения влиты яз [2].
Для части длин воли значения к. и <р; в [2] пред-ставлены по данным актинометра ^ концентрацией ферриоксалати 0,006 М, для другой части длин волн - по данным актинометра с концентрацией 0,15 М, Поскольку в нашей работе использован 0,006 М раствор ферриоксалата, то значения к и Ф( для этого раствора использовали непосредственно Полагая, что квантовый выход ферриоксалат-ного актинометра слабо зависит от концентрации раствора, значения р- для р,детвора 0,15 М были использованы без изменений для раствора 0,006 М. Доли для 0,006 М раствора были рассчитаны из значений долей для 0,15 М раствора из соображений, что поглощение света слоем одинаковой толщины прямо пропорционально концентрации актинометрического раствора. Рассчитанные значения kf в таблице помечены звездочкой, Недостающие значения к. и <pt получены интерполяцией и экстраполяцией. Эти данные отме-
Тзбг-ица
коэффициентов, а^йдя^ия в уравнения 'О). ¡'С) у (*■?)
Ms n/n > , «¡пери: ни :.'. i *;;■ ж
1 230 о,аз 1,909 t 00" 1.25" 2.386
г 232 1,44 3,341 tL00" ' 25" 4.176
3 236 3,66 1,558 ' 00" 1,25" ' 540
4 233 0,52 1,238 VD0" 1.25" 1,549
5 240 0,63 1,512 1 00" 1,25" 1,090
6 249 1,42 3,522 1.00" 1,25" ч 403
7 254 5,39 13,691 1,00 1,25 17,114
3 265 ¿,13 10,945 i.OD" * 24" 13,572
э 270 0,53 2,241 1.00" 1 24" 2:7,79
10 275 0,57 1,568 1 00" 1.24" 1,944
11 200 1,97 5,516 1,00" ' 24" 6 040
п 239 о.ае 2,485 1.00" 1.24" 3,031
13 297 2,52 7,4 04 1,00 1,24 9 260
14 302 5,39 16.270 1,00 1,24 20, »85
¡15 3t3 10.70 33 741 1.00 1 24 41,839
16 334 1 42 4 743 1.Ш 1 1:3 E 634
Итоги. 35,36 111 772 139.619
17 365 17,97 65,591 1,00 1,21 79.365
16 405 6.26 25,434 0,962 1,1.4 27 B93
19 408 0,95 3,676 0,926" ' 14" 1.11 4 100
23 435 !' ,50 50,140 0,615 34,220
430 - 0,023" 0,94 -
21 т 0,02 0,090 0,016" 0 9111 0,001
509 - - 0,005' 0.05
22 546 11,70 63 т 0.002" 0 15 a.019
23 578 '.2,20 70 516 0,005' 0.013 0,005
Всего 99,96 391,309 :04,43o
чены двумя звездочками. Рассмотренный способ актинометрии нефильтрованного УФ-пзлучення был применен нами при исследовании фотолиза неорганических тиоцианатов. Граница светочувствительности этих соединений находится примерно в области спектра с длиной волны 350 им, поэтому последней линией активной части спектра для тиоцианатов является линия с длиной волны 334 им.
После подстановки значений, рассчитанных с помощью таблицы коэффнциекгов, в соответствующие уравнения получаем формулы дчя определения параметров нефильтрованного интегрального излучения лампы ПРК при облучении неорганических тиоиианаю^: /=6,99-10-'" лр п+ (Вт/см2),
Лг= 1,376 (см,2С).
Литература
1. Немодрук А.А., Безрогоеа Е В Фотохимические реакции в аналитической химии. М.: Химия, 197?. С. 143. Z. Кале«рт Дж., Пипе Дж. Фотохимия, М.: Мир, i960. С. 625-627.
- вз —
