Exercícios Resolvidos de Fótons e Efeito Fotoelétrico

UFMG – Lista I de Exercícios de Química Geral. Questão 1.

O molibdênio metálico tem de absorver radiação com frequência mínima de 1,09.1015 s-1 antes que ele emita um elétron de sua superfície via efeito fotoelétrico.

  1. Calcule a energia mínima para retirar 1 mol de elétrons de uma placa de molibdênio metálico.
  2. Calcule o comprimento de onda associado a radiação. Em que região do espectro eletromagnética esta radiação é encontrada?

Passo 1

a) O enunciado nos dá:

v = 1,09 . 10 15 s - 1

Dizendo que essa é a radiação com energia necessária para liberar um elétron.

Vamos calcular a quanto de energia essa radiação corresponde e, em seguida, descobrir quanto de energia precisamos para liberar 1 mol de elétrons, aplicando uma regra de três.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Para calcular a energia associada à radiação usamos:

E = h   .   ν

h = 6,626 . 10 - 34   J . s

v = 1,09 . 10 15 s - 1

E = 6,626 . 10 - 34   .   1,09 . 10 15 = 7,22 . 10 - 19 J

Então 7,22.10-19 J é a energia necessária para retirar 1 elétron.

Lembrando que 1 mol de elétrons corresponde a 6,022.1023 elétrons, aplicamos a regra de três:

x = 7,22 . 10 - 19 . 6,022 . 10 23

x = 4,35 . 10 5   J = 434,9   k J

Então precisamos de, no mínimo, 4,35.105 J para retirar um mol de elétrons de uma placa de molibdênio.

Passo 3

b) Para calcular o comprimento de onda associado a uma radiação de ν = 1,09 . 10 15   s - 1 , precisamos aplicar:

c = λ   . ν

c = 3 . 10 8   m . s - 1

λ =   3 . 10 8 1,09 . 10 15 = 2,75 . 10 - 7   m = 275   n m

E olhando no espectro você pode conferir que esse comprimento de onda corresponde a faixa do ultravioleta. :)

Resposta

a) 434,9 kJ/mol de elétrons

b) λ = 275 nm. Ultravioleta.

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