¿Con microondas? No. No hay suficiente energía en esos fotones. El agua hervirá, pero los enlaces no se romperán.
Para romper un enlace OH en el agua, se necesita al menos tanta energía como la energía de disociación de enlace, que en este caso es 493.4 kJ / mol para el primer enlace y 424.4 kJ / mol para el otro una vez que el primero es roto. La energía por molécula (no por mol ) es
[matemáticas] E = \ frac {493400} {A}, [/ matemáticas]
donde [math] A [/ math] es el número de Avogadro ([math] 6.022 \ times 10 ^ {23} \ \ mathrm {mol ^ {- 1}} [/ math]). Esto da [math] E = 8.1933 \ times 10 ^ {- 19} \ \ mathrm {J} [/ math] por molécula para que se rompa el primer enlace.
Para tener esa cantidad de energía, un fotón debe tener una longitud de onda específica, dada por
[matemáticas] E = h \ frac {c} {\ lambda}, [/ matemáticas]
donde [matemáticas] E [/ matemáticas] es la energía en julios,
[math] h [/ math] es la constante de Planck ([math] 6.62607 \ times 10 ^ {- 34} \ \ mathrm {m ^ 2 \ kg / s} [/ math]),
[math] c [/ math] es la velocidad de la luz (en el vacío [math] 299792458 \ \ mathrm {m / s} [/ math]),
y [math] \ lambda [/ math] es la longitud de onda en metros.
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Podemos resolver los deseados [math] \ lambda [/ math] dada la energía requerida:
[matemáticas] \ lambda = h \ frac {c} {E}. [/matemáticas]
Reemplazamos los valores conocidos y obtenemos:
[matemáticas] \ lambda = 6.62607 \ veces 10 ^ {- 34} \ frac {299792458} {8.1933 \ veces 10 ^ {- 19}} = 2.4245 \ veces 10 ^ {- 07} \ \ mathrm {m} = 242.45 \ \ mathrm {nm}. [/matemáticas]
(Puede hacer los cálculos usted mismo para el otro enlace de baja energía).
Esta longitud de onda está muy fuera del rango de luz visible, entre las longitudes de onda de 700 nm (rojo) a 400 nm (violeta). Las longitudes de onda más cortas, como nuestro resultado, se encuentran más allá del violeta y, por lo tanto, se llaman ultravioleta; de hecho, los resultados se encuentran en la banda UVC de onda corta (Ultravioleta C: 100 nm a 290 nm).
En conclusión: si puede obtener una fuente de UVC muy fuerte de longitudes de onda más cortas que aproximadamente 240 nm, puede lograr disociar una gran cantidad de moléculas de agua en sus átomos constituyentes. Para una mayor eficiencia, use vapor de agua y no agua líquida o sólida.
Y ahora una palabra para el sabio: sea muy, muy cuidadoso, ya que la misma fuente de UVC de alta energía / alta luminosidad que es capaz de disociar las moléculas de agua en átomos de O y H, también es capaz de provocar que esos átomos se recombinen en agua nuevamente y liberar toda su energía adquirida. En este negocio lo llamamos una explosión .
Recuerde: solíamos construir motores que usaban estas cosas, H2 y O2, para lanzar cohetes a la luna.
Quizás haya una razón por la que no usamos regularmente el método UVC para dividir el agua en una cantidad significativa … Piénselo …
