Chemical Actionometry Using Azobenzene

Mgr. Vít Ladányi, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Tato disertační práce rozvíjí experimentální metody pro přesná měření kvantových výtěžků fotochemických reakcí za využití fotoizomerizace azobenzenu. Poprvé byla získána UV-Vis spektra čistých forem azobenzenu a jejich znalost aplikována pro aktinometrické účely s využitím výpočetních postupů, založených na řešení diferenciálních rovnic. Takový přístup je nový pro stanovení kvantového výtěžku a měl by přinést přesnější výsledky aproximativních řešení, Literární rešerše je zaměřena zejména na chemickou aktinometrii a použité chemické actinometry, trihydrát tris(oxalato)železitanu draselného a azobenzen, které se pojí k předkládané disertační práci. Diskutovány jsou tři autorovy originální články, vztahující se k této disertaci v kontextu s dříve publikovanými články, zabývajícími se azobenzenem jako chemickým aktinometrem. Třetí část této práce je věnována azobenzenu se zaměřením na teplotní závislost jeho absorpčních spekter a jejich vibrační strukturu. FTIR spektra připravených trans- a cis-isomerů azobenzenu byla pečlivě změřena a jsou stručně diskutována.

Abstract:

This dissertation develops experimental methods for precise determination of quantum yields using azobenzene photoisomerization. The UV-Vis spectra of pure forms of azobenzene were achieved for the first time and their knowledge applied for actinometric purposes using computational processing based on solution of differential equations. Such approach is novel in quantum yield determinations and should bring more precise results to approximate solutions. The literature review is focused mainly on chemical actinometry, and used chemical actinometers, potassium iron(III) oxalate trihydrate, and azobenzene, that are related to current dissertation. Three author’s original articles related to this dissertation are discussed in context of previously published articles dealing with azobenzene as a chemical actinometer. The third part of this study is devoted to azobenzene focusing on the temperature dependence of its absorption spectra, and their vibronic structure. FTIR spectra of prepared trans- and cis-azobenzene isomers were carefully measured and are briefly discussed.

Keywords

Fotochemie, fotofyzika, cis-azobenzen, trans-azobenzen, molární absorpční koeficienty, chemická aktinometrie, ferrioxalát, kvantový výtěžek, fotostacionární stav. Photochemistry, photophysics, cis-azobenzene, trans-azobenzene, molar absorption coefficients, chemical actinometry, ferrioxalate, quantum yield, photostationary state.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 11. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 10. 12. 2021
• Supervisor: doc. Mgr. Dominik Heger, Ph.D.
• Reader: prof. RNDr. Jan Hrbáč, Ph.D., RNDr. Michal Kolář, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Chemistry / Physical Chemistry