Energi minimum yang dibutuhkan untuk memisahkan molekul yodium, I2, adalah 151 kJ / mol. Berapa panjang gelombang foton (dalam nm) yang memasok energi ini, dengan asumsi setiap ikatan dipisahkan dengan menyerap satu foton?

Energi minimum yang dibutuhkan untuk memisahkan molekul yodium, I2, adalah 151 kJ / mol. Berapa panjang gelombang foton (dalam nm) yang memasok energi ini, dengan asumsi setiap ikatan dipisahkan dengan menyerap satu foton?
Anonim

Menjawab:

#792# nanometer (atau secara ilmiah # 7.92 * 10 ^ 2 * mum #.)

Penjelasan:

Persamaan solusi yang diterapkan:

  1. # N = n * N_A # dimana # N # adalah kuantitas # n # mol partikel dan # N_A = 6.02 * 10 ^ 23 * "mol" ^ (- 1) # adalah nomor Avagordoro

  2. Hukum Planck # E = h * f # dimana # E # adalah energi dari satu foton frekuensi # f # dan # h # adalah Konstanta Planck, # h = 6.63 × 10 ^ (- 34) * "m" ^ 2 * "kg" * "s" ^ (- 1) = 6.63 * 10 ^ (- 34) warna (biru) ("J") * " s "# 1

  3. # lambda = v / f # dimana # lambda # adalah panjang gelombang dari gelombang atau radiasi frekuensi elektromagnetik (EM) # f #.

Dari pertanyaan, putus # N_A # (satu mol) molekul yodium dikonsumsi

#E ("satu mol") = E * N_A = 151 * warna (merah) ("kJ") * "mol" ^ (- 1) #

# = 1,51 * 10 ^ 5 * warna (biru) ("J") * "mol" ^ (- 1) #

dimana # E # adalah input energi yang diperlukan untuk memecah satu molekul tunggal.

Karena itu dibutuhkan

# E = (E ("satu mol")) / (N_A) = (1,51 * 10 ^ 5) / (6,02 * 10 ^ 23) = 2,51 * 10 ^ (- 19) * warna (biru) ("J") #

untuk memecahkan molekul yodium tunggal.

Terapkan Hukum Planck untuk menemukan frekuensi maksimum radiasi EM yang mampu memecahkan satu molekul tersebut:

# f = E / h = (2.51 * 10 ^ (- 19) * warna (biru) ("J")) / (6,63 * 10 ^ (- 34) warna (biru) ("J") * "s") #

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

* Pastikan Anda mendapatkan unit yang sesuai dengan kuantitas setelah membatalkan pasangan yang sesuai. Di sini kita mengharapkan # "s" ^ - 1 # untuk frekuensi, yang tampaknya memang demikian. *

Asumsi # 3.00 * 10 ^ 8 * warna (magenta) ("m") * "s" ^ - 1 = 3,00 cdot 10 ^ (17) * warna (hijau) (mu "m") cdot "s" ^ - 1 # menjadi kecepatan cahaya. Sebuah foton dari radiasi EM seperti itu diperkirakan memiliki panjang gelombang

# lambda = v / f = (3,00 * 10 ^ 17 * warna (hijau) (mu "m") * "s" ^ (- 1)) / (3,79 * 10 ^ 14 * "s" ^ (- 1)) = 7.92 * 10 ^ 2 * warna (hijau) (mu "m) #

Sumber:

1. Satuan ("dimensi") dari Konstanta Planck: