Quando uma radiação de 1,020 times 10^15 Hz é direcionada sobre uma amostra de rubídio (Rb), elétrons são ejetados, ou seja, ocorre a ionização do Rb.
Calcule a energia de ionização, em kJ mol^-1, do Rb .

Passo 1

Beleza, o exercício diz que a gente joga radiação de frequência ν = 1,020times10^15,Hz num átomo de rubídio e os elétrons saem, ou seja, rolou ionização.
Conteúdo: efeito fotoelétrico e energia de ionização.
O que vamos usar:
  1. A fórmula do efeito fotoelétrico E = h,nu (energia de um fóton).
  2. Constante de Planck h=6,626times10^-34,J·s.
  3. Número de Avogadro NA=6,022times10^23,mol⁻¹.
  4. Conversão de J para kJ.

Passo 2

Calcular a energia de um único fóton:
Efóton = h,nuó
Substituindo:
Efóton = (6,626times10^-34,Jcdot s)times(1,020times10^15,Hz)ó
Fazendo a conta:
$$E_{fóton} \approx 6{,}626\times1{,}020\times10^{-34+15},\mathrm{J}
= 6{,}7585\times10^{-19},\mathrm{J}$$

Passo 3

Agora queremos a energia para um mol de elétrons, ou seja, multiplicar pela constante de Avogadro:
Emol = Efótontimes NAó
Emol approx (6,7585times10^-19,J)times(6,022times10^23,mol^-1)
Emol approx 4,074times10^5,J/mol

Passo 4

Só falta transformar joules em kilojoules:
$$E_{mol} = \frac{4{,}074\times10^{5},\mathrm{J/mol}}{1000}
= 407{,}4,\mathrm{kJ/mol}$$

Resposta

A energia de ionização do Rb é aproximadamente 407,4 kJ mol^-1.

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