Die zur Dissoziation von Iodmolekülen erforderliche Mindestenergie I2 beträgt 151 kJ / mol. Was ist die Wellenlänge von Photonen (in nm), die diese Energie liefert, unter der Annahme, dass jede Bindung durch Absorption eines Photons dissoziiert wird?

Die zur Dissoziation von Iodmolekülen erforderliche Mindestenergie I2 beträgt 151 kJ / mol. Was ist die Wellenlänge von Photonen (in nm), die diese Energie liefert, unter der Annahme, dass jede Bindung durch Absorption eines Photons dissoziiert wird?
Anonim

Antworten:

#792# Nanometer (oder wissenschaftlich # 7.92 * 10 ^ 2 * mama #.)

Erläuterung:

Gleichungen für diese Lösung:

  1. # N = n * N_A # woher # N # ist die Menge von # n # Mole von Partikeln und # N_A = 6,02 * 10 ^ 23 * "mol" ^ (- 1) # ist die Nummer des Avagordoros

  2. Das Plancksche Gesetz # E = h * f # woher # E # ist die Energie eines einzelnen Photons der Frequenz # f # und # h # ist die Plancksche Konstante, # h = 6,63 × 10 ^ (- 34) * m ^ 2 * kg * * s (-1) = 6,63 * 10 ^ (- 34) Farbe (blau) (J) * s "# 1

  3. # lambda = v / f # woher # Lambda # ist die Wellenlänge einer Welle oder eine elektromagnetische (EM) Strahlung der Frequenz # f #.

Aus der Frage brechen #N / A# (ein Mol) Jodmoleküle verbraucht

#E ("ein Mol") = E * N_A = 151 * Farbe (rot) ("kJ") * "mol" ^ (- 1) #

# = 1,51 * 10 ^ 5 * Farbe (blau) ("J") * "mol" ^ (- 1) #

woher # E # ist der Energieeintrag, der zum Brechen eines einzelnen Moleküls erforderlich ist.

So dauert es

# E = (E ("ein Mol")) / (N_A) = (1,51 · 10 ^ 5) / (6,02 · 10 ^ 23) = 2,51 · 10 ^ (- 19) * Farbe (blau) (J)) #

ein einzelnes Jodmolekül aufbrechen.

Wenden Sie das Plancksche Gesetz an, um die maximale Frequenz der EM-Strahlung zu ermitteln, die ein solches Molekül brechen kann:

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

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

* Stellen Sie sicher, dass Sie die Einheit erhalten, die der Menge entspricht, nachdem Sie die entsprechenden Paare gelöscht haben. Hier erwarten wir # "s" ^ - 1 # für die Frequenz, was scheint der Fall zu sein. *

Angenommen, # 3.00 * 10 ^ 8 * Farbe (Magenta) ("m") * "s" ^ - 1 = 3,00 cdot 10 ^ (17) * Farbe (grün) (mu m) cdot s ^ 1 # die Lichtgeschwindigkeit sein. Ein Photon einer solchen EM-Strahlung soll die Wellenlänge haben

# lambda = v / f = (3,00 · 10 ^ 17 * Farbe (grün) (mu m)) · s ^ (-1)) / (3,79 * 10 ^ 14 * s ^ (-1)) = 7,92 * 10 ^ 2 * Farbe (grün) (mu "m) #

Quellen:

1. Einheiten ("Dimensionen") der Planck-Konstante: