H2O(l) + hν → H2(g) + 1/2 O2(g) water 285.8 kJ/mol photon nm

Photodissociation of water

H2O(l) + hν → H2(g) + 1/2 O2(g)

has been suggested as a source of hydrogen.

The ΔH_rxn° for the reaction,

calculated from thermochemical data,

is 285.8 kJ per mole of water decomposed.

Calculate the maximum wavelength (in nm)

that would provide the necessary energy.

In principle, is it feasible to use sunlight

as a source of energy for this process?

수소를 얻을 수 있는 방법으로 물의 광분해가 제안되었다.

H2O(l) + hv → H2(g) + 1/2 O2(g)

열역학 자료로부터 계산된 반응의 ΔH°_반응은 분해되는 물 1 mol당 285.8 kJ이다. 위 반응에 필요한 에너지를 공급할 수 있는 광자의 최대 파장(nm 단위)을 계산하라. 이론적으로 볼 때 위 과정에서 태양빛을 에너지원으로 사용할 수 있는가?

(285.8 kJ/mol) (1 mol / 6.022×10^23 개)

= 4.746×10^(-22) kJ/개

= 4.746×10^(-19) J/개

---> H2O 1개 광분해에 필요한 에너지

λ = hc / E

= (6.626×10^(-34) J•s) (2.998×10^8 m/s) / (4.746×10^(-19) J)

= (6.626×10^(-34)) (2.998×10^8) / (4.746×10^(-19))

= 4.186×10^(-7) m

4.186×10^(-7) m × (10^9 nm / 1 m)

= 418.6 nm

---> H2O 광분해에 필요한 파장

가시광선 영역 400~700 nm이므로,

태양빛을 에너지원으로 사용할 수 있다.

[키워드] 물의 광분해 기준, photodissociation of water, e = hv 기준