Quando um composto contendo íons de um metal é aquecido na chama de um bico de Bunsen, há emissão de fótons de energia
. Analisando a tabela abaixo, identifique o composto.
Composto
cor da chama
azul
verde
vermelha
amarela
| Composto |
|
|
|
|
| cor da chama | azul | verde | vermelha | amarela |
Passo 1
O enunciado dá a energia de um fóton emitido quando o composto é aquecido:
.\n
Pede-se identificar qual composto (entre ,
,
e
) corresponde à cor da chama associada a essa energia. A tabela fornecida relaciona cada composto a uma cor de chama:
— azul;
— verde;
— vermelha;
— amarela.
Não há outras informações ocultas — usaremos a energia do fóton para determinar a cor (comprimento de onda) e comparar com as opções da tabela.
Pede-se identificar qual composto (entre
Não há outras informações ocultas — usaremos a energia do fóton para determinar a cor (comprimento de onda) e comparar com as opções da tabela.
Passo 2
Conceito essencial: a energia de um fóton está relacionada à sua frequência pela fórmula de Planck:
onde
é a energia do fóton (em joules),
é a constante de Planck e
é a frequência (em hertz,
). A constante de Planck tem valor aproximado
.
Isolando a frequência:
Isolando a frequência:
Vou calcular
usando
.
Passo 3
Cálculo da frequência:
Façamos a divisão de mantissas e a diferença de potências de 10:
Portanto
Interpretação: essa é a frequência da radiação emitida.
Passo 4
Agora quero o comprimento de onda
, que está relacionado com a frequência por
onde
é a velocidade da luz no vácuo,
. Usando
,
Calculemos:
e a potência de 10 é
. Então
Convertendo para nanômetros (
):
Passo 5
Interpretação da cor: a luz visível tem comprimentos de onda aproximados:
- vermelho:
– , - laranja:
– , - amarelo:
– , - verde:
– , - azul:
– , - violeta:
– .
O valor que encontramos é
, que cai na faixa do azul (entre
e
). Também usei a escala de cores/frequências mostrada na imagem/tabela para confirmar que
corresponde a uma cor azul-anil.
Passo 6
Comparando com a tabela de compostos e suas cores de chama (informação retirada da tabela fornecida no enunciado):
-
— azul (cor coincide com ), -
— verde (não coincide), -
— vermelho (não coincide), -
— amarelo (não coincide).
Portanto o composto cujo fóton de energia
produziria a cor observada é
.
Resposta
CsCl