Минимальная энергия, необходимая для диссоциации молекул йода, I2, составляет 151 кДж / моль. Какова длина волны фотонов (в нм), которая поставляет эту энергию, принимая во внимание, что каждая связь диссоциируется при поглощении одного фотона?

Минимальная энергия, необходимая для диссоциации молекул йода, I2, составляет 151 кДж / моль. Какова длина волны фотонов (в нм), которая поставляет эту энергию, принимая во внимание, что каждая связь диссоциируется при поглощении одного фотона?
Anonim

Ответ:

#792# нанометры (или научно # 7,92 * 10 ^ 2 * мама #.)

Объяснение:

Уравнения этого решения применяются:

  1. # N = N * N_A # где # N # это количество # П # моли частиц и # N_A = 6,02 * 10 ^ 23 * "М" ^ (- 1) # это число Авагордоро

  2. Закон Планка # E = H * F # где # E # это энергия одного фотона частоты # Е # а также #час# это постоянная Планка, # h = 6,63 × 10 ^ (- 34) * "м" ^ 2 * "кг" * "s" ^ (- 1) = 6,63 * 10 ^ (- 34) цвет (синий) ("J") * " s "# 1

  3. # Лямбда = V / F # где # Лямбда # является длиной волны волны или электромагнитного (ЭМ) излучения частоты # Е #.

Из вопроса, ломая # N_A # (один моль) молекулы йода потребляет

#E ("один моль") = E * N_A = 151 * цвет (красный) ("кДж") * "моль" ^ (- 1) #

# = 1,51 * 10 ^ 5 * цвет (синий) ("J") * "моль" ^ (- 1) #

где # E # это энергия, необходимая для разрыва одной молекулы.

Таким образом, требуется

# E = (E ("один моль")) / (N_A) = (1,51 * 10 ^ 5) / (6,02 * 10 ^ 23) = 2,51 * 10 ^ (- 19) * цвет (синий) ("J") #

сломать одну молекулу йода.

Применим закон Планка, чтобы найти максимальную частоту электромагнитного излучения, способного разрушить одну из таких молекул:

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

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

* Убедитесь, что вы получите единицу, соответствующую количеству, после отмены соответствующих пар. Здесь мы ожидаем # "S" ^ - 1 # для частоты, которая, кажется, имеет место. *

Если предположить, # 3.00 * 10 ^ 8 * color (magenta) ("m") * "s" ^ - 1 = 3.00 cdot 10 ^ (17) * color (зеленый) (mu "m") cdot "s" ^ - 1 # быть скоростью света. Ожидается, что фотон такого электромагнитного излучения будет иметь длину волны

# лямбда = v / f = (3,00 * 10 ^ 17 * цвет (зеленый) (мю "м") * "s" ^ (- 1)) / (3,79 * 10 ^ 14 * "s" ^ (- 1)) = 7,92 * 10 ^ 2 * цвет (зеленый) (мюм) #

Источники:

1. Единицы («размеры») постоянной Планка: