Výbušný balonek - 3 body
Výbušný balonek - 3 body
Hned jak v pondělí ráno Ivo dorazil do školy,
začal líčit svému nejlepšímu kamarádovi Pepovi, jak se mu o víkendu povedlo
doma připravit plynný chlor. Pepa byl pokusem nadšen a prohlásil, že když lze
takto snadno z kyseliny chlorovodíkové připravit chlór, musí to logicky
jít i naopak. Dohodli se proto, že to po škole musí vyzkoušet. Poučeni svými
dřívějšími chemickými nehodami dlouze přemýšleli, jak reakci provést co
nejbezpečněji. Nakonec je napadlo, že by mohli naplnit pouťový balonek směsí
chloru a vodíku a reakci z dálky iniciovat pomocí výkonného laserového
ukazovátka.
Hned co se po vyučování sešli u Pepy doma, dali se do práce. Pomocí dvou jednoduchých chemických reakcí si vyrobili dostatek chloru a vodíku k naplnění balonku dvěma litry ekvimolární směsi těchto plynů. Zavázaný balonek poté přilepili k anténě nového rodinného auta a z bezpečné vzdálenosti na něj posvítili laserem, následkem čehož vzápětí došlo ke spektakulární explozi. I přes tento jasný důkaz probíhající chemické reakce se jim bohužel vznik chlorovodíku věrohodně prokázat nepodařilo, neboť balonek zmizel neznámo kde i s kusem antény, ke které byl připevněn a jakékoliv další experimenty Pepovy rodiče striktně a navždy zakázali.
a) Napište vyčíslenou chemickou rovnici proběhlé chemické reakce.
b) Pomocí vyčíslené chemické rovnice navrhněte chemickou reakci, kterou mohli Pepa s Ivem použít k improvizované přípravě vodíku.
c) Jaká je maximální vlnová délka v nanometrech, kterou mohl mít použitý laser, aby byl schopen tuto reakci iniciovat? Předpokládejte, že k zahájení reakce nejprve musí molekula chloru Cl2 absorbovat foton o energii dostačující k rozštěpení kovalentní vazby na dva chlorové radikály Cl∙. Zjištěná disociační energie (Edis) této vazby je 242 kJ∙mol-1. Energii samotného fotonu je možné vyjádřit pomocí vztahu
E = h ∙ c / λ,
Kde h je Planckova konstanta (6.626∙10-34 J⋅s), c je rychlost světla (2,997∙108 m∙s-1) a λ je vlnová délka světla [m]. Pro výpočet budete potřebovat také Avogadrovu konstantu NA (6,022∙1023 mol-1).