Questão 3 - Fotodecomposição de NO: energia
-18 J. (a) Comprimento de onda. (b) Número de fótons para
de NO.
Passo 1
O que o enunciado dá e o que pede:
- Dado: energia de fóton para a fotodecomposição de NO igual a
. - Pedido (a): determinar o comprimento de onda
desse fóton. - Pedido (b): determinar o número de fótons necessários para
de NO (assume-se rendimento quântico , ou seja, um fóton necessário por molécula decomposta).
Informações/constantes que usarei (valores padrão): - Constante de Planck:
. - Velocidade da luz no vácuo:
. - Número de Avogadro:
. - Massa molar do NO:
.
Vou usar essas quantidades para relacionar energia e comprimento de onda e para converter massa em número de moléculas.
Passo 2
Fórmula que relaciona energia de um fóton e seu comprimento de onda:
Explicando:
é a energia do fóton (em joules),
é a constante de Planck,
é a velocidade da luz e
é o comprimento de onda (em metros). Para achar
isolamos:
Passo 3
Substituindo os valores numéricos (tudo em notação científica):
Converter para nanômetros (
):
Arredondando com base nos algarismos significativos dos dados (energia com três algarismos significativos), fica
.
Passo 4
Agora o item (b): calcular o número de moléculas (logo, número de fótons, assumindo rendimento
) em
de NO.
Primeiro converter a massa para gramas:
Primeiro converter a massa para gramas:
Número de mols:
Número de moléculas (usar
):
Interpretação: são necessárias aproximadamente
moléculas de NO, portanto, sob a hipótese de um fóton por molécula, são necessários
fótons.
Resposta
(a)
(b)
(b)