Minimální energie potřebná k disociaci molekul jodu, I2, je 151 kJ / mol. Jaká je vlnová délka fotonů (v nm), která tuto energii dodává, za předpokladu, že každá vazba je disociována absorpcí jednoho fotonu?

Minimální energie potřebná k disociaci molekul jodu, I2, je 151 kJ / mol. Jaká je vlnová délka fotonů (v nm), která tuto energii dodává, za předpokladu, že každá vazba je disociována absorpcí jednoho fotonu?
Anonim

Odpovědět:

#792# nanometry (nebo vědecky # 7.92 * 10 ^ 2 * mum #.)

Vysvětlení:

Rovnice tohoto řešení:

  1. # N = n * N_A # kde # N # je množství # n # moly částic a # N_A = 6,02 * 10 ^ 23 * "mol" ^ (- 1) # je Avagordorovo číslo

  2. Planckův zákon # E = h * f # kde #E# je energie jednoho fotonu frekvence #F# a # h # je Planckova Konstanta, # h = 6.63 × 10 ^ (- 34) * "m" ^ 2 * "kg" * "s" ^ (- 1) = 6.63 * 10 ^ (- 34) barva (modrá) ("J") * " s "# 1

  3. # lambda = v / f # kde # lambda # je vlnová délka vlny nebo elektromagnetické (EM) záření frekvence #F#.

Z otázky, lámání # N_A # (jeden mol) molekul jódu spotřebovává

#E ("jeden mol") = E * N_A = 151 * barva (červená) ("kJ") * "mol" ^ (- 1) #

# = 1.51 * 10 ^ 5 * barva (modrá) ("J") * "mol" ^ (- 1) #

kde #E# je vstup energie potřebný k rozbití jedné molekuly.

Tak to trvá

# E = (E ("jeden mol")) / (N_A) = (1,51 * 10 ^ 5) / (6,02 * 10 ^ 23) = 2,51 * 10 ^ (- 19) * barva (modrá) ("J") #

rozbít jednu molekulu jodu.

Použijte Planckův zákon k nalezení maximální frekvence EM záření schopného rozbití jedné takové molekuly:

# f = E / h = (2.51 * 10 ^ (- 19) * barva (modrá) ("J")) / (6.63 * 10 ^ (- 34) barva (modrá) ("J") * "s") #

# = 3.79 * 10 ^ 14 "s" ^ (- 1) #

* Ujistěte se, že dostanete jednotku, která odpovídá množství po zrušení odpovídajících párů. Tady očekáváme # "s" ^ - 1 # pro četnost, která se jeví jako případ. *

Za předpokladu # 3.00 * 10 ^ 8 * barva (purpurová) ("m") * "s" ^ - 1 = 3.00 cd 10 ^ (17) * barva (zelená) (mu "m") t 1 # být rychlost světla. Očekává se, že foton takového EM záření bude mít vlnovou délku

# lambda = v / f = (3.00 * 10 ^ 17 * barva (zelená) (mu "m") * "s" ^ (- 1)) / (3.79 * 10 ^ 14 * "s" ^ (- 1)) = 7,92 * 10 ^ 2 * barva (zelená) (mu "m) #

Prameny:

1. Jednotky ("rozměry") Planckovy konstanty: