Мінімальна енергія, необхідна для дисоціації молекул йоду, I2, становить 151 кДж / моль. Що таке довжина хвилі фотонів (в нм), яка забезпечує цю енергію, припускаючи, що кожна зв'язок дисоціюється поглинанням одного фотона?

Мінімальна енергія, необхідна для дисоціації молекул йоду, I2, становить 151 кДж / моль. Що таке довжина хвилі фотонів (в нм), яка забезпечує цю енергію, припускаючи, що кожна зв'язок дисоціюється поглинанням одного фотона?
Anonim

Відповідь:

#792# нанометрів (або науково # 7.92 * 10 ^ 2 * mum #.)

Пояснення:

Рівняння цього рішення:

  1. # N = n * N_A # де # N # - кількість # n # молей часток і # N_A = 6.02 * 10 ^ 23 * "mol" ^ (- 1) # - номер Авагордору

  2. Закон Планка # E = h * f # де # E # - енергія одного фотона частоти # f # і # h # є константа Планка, # h = 6.63 × 10 ^ (- 34) * "m" ^ 2 * "kg" * "s" ^ (- 1) = 6.63 * 10 ^ (- 34) колір (синій) ("J") * " s "# 1

  3. # lambda = v / f # де # lambda # - довжина хвилі хвилі або електромагнітного (ЕМ) випромінювання частоти # f #.

З питання, порушення # N_A # Молекули йоду (один моль) споживають

#E ("один моль") = E * N_A = 151 * колір (червоний) ("kJ") * "mol" ^ (- 1) #

# = 1.51 * 10 ^ 5 * колір (синій) ("J") * "mol" ^ (- 1) #

де # E # - енергія, необхідна для розриву однієї молекули.

Таким чином це береться

# E = (E ("один моль")) / (N_A) = (1.51 * 10 ^ 5) / (6.02 * 10 ^ 23) = 2.51 * 10 ^ (- 19) * колір (синій) ("J")) #

порушити одну молекулу йоду.

Застосуйте Закон Планка, щоб знайти максимальну частоту випромінювання ЕМ, здатного розбити одну таку молекулу:

# f = E / h = (2,51 * 10 ^ (- 19) * колір (синій) ("J")) / (6,63 * 10 ^ (- 34) колір (синій) ("J") * "s") #

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

* Переконайтеся, що ви отримаєте одиницю, яка відповідає кількості після скасування відповідних пар. Тут ми очікуємо # "s" ^ - 1 # для частоти, що, здається, має місце. *

Припускаючи # 3.00 * 10 ^ 8 * колір (пурпуровий) ("m") * "s" ^ - 1 = 3.00 cdot 10 ^ (17) * колір (зелений) (mu "m") cdot "s" ^ - 1 # бути швидкістю світла. Очікується, що фотон такого ЕМ-випромінювання матиме довжину хвилі

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

Джерела:

1. Одиниці ("розміри") константи Планка: