Seuil d'ionisation UV et calcul de production d'ozone

[christophej]

Bonjour,

J'ai lu que le seuil d'ionisation du dioxygène était de 240nm.
C'est pourquoi les fabricants de lampes UVC placent un filtre pour absorber la raie secondaire de 185nm et laissent passer la raie principale de 254nm.
Mais je me suis demandé pourquoi 240nm?
A cette longueur d'onde l'énergie des photons est de 1240/240=5,16eV
Pourtant d'après Wikipédia, l'énergie de 1ière ionisation de dioxygène est de 12,0697eV.
N'est-ce pas la quantité d'énergie qu'il faut pour casser la molécule de dioxygène en deux?

Donc je me suis demandé comment calculer le seuil d'ionisation des différents composants de l'air, O2, N2, CO2, H2O... et les équations permettant de calculer la production d'ozone en fonction de la longueur d'onde.

Merci de votre lecture.
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[phys4]

A cette longueur d'onde l'énergie des photons est de 1240/240=5,16eV
Pourtant d'après Wikipédia, l'énergie de 1ière ionisation de dioxygène est de 12,0697eV.
N'est-ce pas la quantité d'énergie qu'il faut pour casser la molécule de dioxygène en deux?

Bonjour,
Il ne faut pas confondre l'énergie d'ionisation, qui est l'énergie nécessaire pour libérer un électron et l'énergie de dissociation d'une molécule : énergie pour séparer les atomes !
L'énergie de dissociation de O2 est bien 5,15 eV différente de l'énergie d'ionisation.
Pour former de l'ozone il suffit de dissocier O2.
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...%27une_liaison

[christophej]

Bonjour,
Il ne faut pas confondre l'énergie d'ionisation, qui est l'énergie nécessaire pour libérer un électron et l'énergie de dissociation d'une molécule : énergie pour séparer les atomes !

Oui, effectivement il semblerait que j'ai confondu les deux, je ne suis pas familiarisé avec ces notions.
Merci pour cet éclairage.

Pour calculer la production d'ozone je suppose que c'est plus complexe.
Il faudrait d'abord connaître la part de photons absorbés par l'air (le parcourt moyen pour une demi atténuation) et la proportion servant à casser la molécule ou dissipée en chaleur?

[phys4]

En outre, il faut connaitre la proportion d'ozone formée pour une molécule O2 dissociée.
Au mieux les 2 atomes libérés forment 2 molécules d'ozone. Ils peuvent aussi se ré-associer ou former une molécule N2O avec une molécule d'azote.

[A voir en vidéo sur Futura]

[christophej]

Ils peuvent aussi se ré-associer ou former une molécule N2O avec une molécule d'azote.

Merci pour ce complément, je n'y avais pas pensé. Certains fabricants laissent passer la raie 185 nm pour produire de l'ozone, mais ne mentionnent pas la production de protoxyde d'azote.

[phys4]

Il faudrait se procurer les sections efficaces de chacune des réactions possibles pour en déduire comment elles se répartissent.

La production de protoxyde d'azote est surement très faible, de plus ce produit est instable et ses molécules se décomposent spontanément; ce n'est donc pas étonnant que l'on néglige cette réaction.