Questão 10. O molibdênio metálico tem de absorver radiação com frequência minima de
antes que ele emita um elétron de sua superficie via efeito fotoelétrico.
a) Calcule a energia mínima para retirar 1 mol de elétrons de uma placa de molibdênio metálico. (
mol
).
A energia minima está relacionada a frequência minima da radiação (fóton) que deve ser absorvida.
Este valor é para 1 elétron. Para um mol
temos
ou seja,
b) Calcule o comprimento de onda (em nm ) associado a radiação. Em que região do espectro eletromagnético esta radiação é encontrada?
.
Está abaixo de 400 nm , ou seja, no Ulitra-Violeta.
a) Calcule a energia mínima para retirar 1 mol de elétrons de uma placa de molibdênio metálico. (
A energia minima está relacionada a frequência minima da radiação (fóton) que deve ser absorvida.
b) Calcule o comprimento de onda (em nm ) associado a radiação. Em que região do espectro eletromagnético esta radiação é encontrada?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que o molibdênio só começa a emitir elétrons por efeito fotoelétrico se absorver luz de frequência mínima ν₀ = 1,09×10¹⁵ s⁻¹. A matéria é efeito fotoelétrico, e a gente vai usar duas fórmulas básicas:
- Energia de um fóton:
com= constante de Planck.
2) Relação entre comprimento de onda e frequência:
com = velocidade da luz.
Além disso, para achar energia por mol, a gente multiplica pela constante de Avogadro.
Passo 2
Calculando a energia de um único fóton:
- Usamos
- Come ,
$$E_{fóton} = 6{,}63\times10{-34}\times1{,}09\times10{15}= 7{,}22\times10^{-19},\mathrm{J}.$$
Passo 3
Passando para 1 mol de elétrons (ou fótons), multiplicamos por
:
Esse é o valor da energia mínima por mol de elétrons.
Passo 4
Agora o comprimento de onda correspondente à frequência mínima:
Passo 5
Para ver onde isso cai no espectro, lembra que luz visível vai de ~400 nm a 700 nm. Como 275 nm é menor que 400 nm, essa radiação está na faixa do ultravioleta (UV).
Resposta
a) Energia mínima ≈ 435 kJ/mol
b) Comprimento de onda ≈ 275 nm (região ultravioleta)
b) Comprimento de onda ≈ 275 nm (região ultravioleta)