Para radiação de comprimento de onda de 242,4 nm, o comprimento de onda mais longo que causará a fotodissociação do O2, qual é a energia de:
a) um fóton
b) um mol de fótons dessa luz?
Soluções para a tarefa
A) A energia de um fóton pela fotodissociação do O2 é 8,2 x 10⁻³¹ joules
B) A energia de um mol de fótons dessa luz é 4,92 x 10⁷ joules
Radiação eletromagnética
As ondas de radiação eletromagnética se propagam no vácuo transportando energia provenientes da junção de campo magnético com campo elétrico. Nesse sentido, a luz é definida como parte das vibrações eletromagnéticas encontrados no espectro eletromagnético.
De acordo com Einstein, a luz trafega em pacotes de energia denominados fótons, a qual pode ser calculada pela seguinte fórmula:
E = h.v
Sendo E (energia expressa em joules), h (constante de Planck igual a 6,62 x 10⁻³⁴) e v (frequência expressa em hz).
A frequência pode ser obtida a partir da seguinte forma:
C = v.λ
Sendo C (velocidade da luz igual a 3 X 10⁸ m.s⁻¹, v (frequência) e λ (comprimento de onda expresso em metros).
A) Considerando que o comprimento de onda é igual a 242,4 nm (ou 0,24×10⁻⁶ metros), a frequência da fotodissociação do O2 pode ser calculada da seguinte forma:
C = v.λ
3 X 10⁸ = v.0,24×10⁻⁶
v = 3 X 10⁸/0,24×10⁻⁶
v = 12,5 x 10² hz
Portanto, a energia de um fóton será:
E = h.v
E = 6,62 x 10⁻³⁴. 12,5 x 10²
E = 8,2 x 10⁻³¹ joules
B) Para calcular a energia de um mol de fótons, deve-se considerar que um mol é igual a 6,02 x 10²³ fóton/mol. Sendo assim, a energia de um mol de fótons será:
E = 8,2 x 10⁻³¹ . 6 x 10²³
E = 4,92 x 10⁷ joules