Hvad sker der, når alle 3 isotoper af brint reagerer med klor i sollys?

forståelse af det grundlæggende

* Hydrogenisotoper: Hydrogen har tre isotoper:

* Protium (¹H): Den mest almindelige, med en proton og ingen neutroner.

* deuterium (²h): Også kendt som tungt brint med en proton og en neutron.

* tritium (³h): Radioaktiv med en proton og to neutroner.

* klor: En meget reaktiv ikke -metal med to naturligt forekommende isotoper (³⁵cl og ³⁷cl).

* sollys: Tilvejebringer den energi, der er nødvendig for at bryde klormolekylet (CL₂) i reaktive kloratomer.

reaktionen

Reaktionen mellem brint og klor i sollys er et klassisk eksempel på en fotokemisk reaktion .

1. klor dissociation: Sollys giver energi til at bryde klormolekylet:

Cl₂ + sollys → 2 Cl

2. Hydrogen-chlorreaktion: Chloratomerne reagerer med hydrogenmolekyler og danner hydrogenchlorid (HCI):

H₂ + Cl → HCl + H

Denne reaktion er en kædereaktion . Hydrogenatomet produceret i det første trin kan reagere med et andet klormolekyle og fortsætte cyklussen.

3. isotopvariation: Alle tre brintisotoper kan deltage i denne reaktion:

* Protium: Formularer ¹H-CL (hydrogenchlorid).

* deuterium: Formularer ²h-Cl (deuteriumchlorid).

* tritium: Formularer ³h-Cl (tritiumchlorid).

Nøglepunkter

* reaktionshastighed: Deuterium og tritium er tungere end protium, hvilket kan påvirke reaktionshastigheden lidt. Imidlertid er forskellen normalt lille.

* Radioaktivitet: Tritium er radioaktivt og gennemgår beta -forfald. Det resulterende ³h-CL-molekyle vil også være radioaktivt.

* Produktdannelse: Alle tre isotoper vil danne hydrogenchloridmolekyler, hvor den eneste forskel er massen af ​​hydrogenatomet.

Vigtig note: Denne reaktion er meget eksoterm og kan være eksplosiv, hvis blandingen af ​​brint og klor ikke kontrolleres omhyggeligt.