PAU Química 2019 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 4

4. En la retina, els peixos d’aigua dolça hi tenen el pigment porfiropsina, mentre que els peixos d’aigües marines profundes hi tenen el pigment crisopsina. El pigment porfiropsi­ na absorbeix una radiació electromagnètica de 523 nm i, en canvi, el pigment crisopsina absorbeix una radiació electromagnètica de 485 nm. a) Quin fotó té més energia: el que és absorbit pel pigment porfiropsina o el que és absorbit pel pigment crisopsina? Quin color veuen més bé els peixos d’aigües marines profundes? Justifiqueu les respostes. [1 punt] b) Què li succeeix a una molècula quan absorbeix radiació visible? I quan absorbeix radiació infraroja? [1 punt] Dades:  Constant de Planck: h = 6,63 × 10–34 J s. Velocitat de la llum en el buit: c = 3,00 × 108 m s–1. 1 nm = 10–9 m. Colors de les radiacions electromagnètiques en la regió de l’espectre visible: Color de les radiacions Interval de freqüència de les radiacions (Hz) violat de 7,90 × 1014 a 7,00 × 1014 blau de 7,00 × 1014 a 6,00 × 1014 cian de 6,00 × 1014 a 5,80 × 1014 verd de 5,80 × 1014 a 5,30 × 1014 groc de 5,30 × 1014 a 5,10 × 1014 taronja de 5,10 × 1014 a 4,80 × 1014 vermell de 4,80 × 1014 a 4,05 × 1014

Justificar quin fotó té més energia (es pot fer de forma qualitativa o quantitativa) Raonament 1 (qualitatiu) L’equació de Planck ens diu que l’energia d’un fotó és proporcional a la seva freqüència: E = h  La relació entre la freqüència () d’una radiació i la seva longitud d’ona (λ) és: ν = c / λ Per tant: com més petita és la longitud d’ona d’un fotó, més alta és la seva freqüència i més alta és la seva energia. [0,3 p]  El fotó que absorbeix el pigment crisopsina (485 nm) té més energia que el fotó que absorbeix el pigment porfiropsina (523 nm). [0,2 p] Raonament 2 (quantitatiu) Partim de l’equació de Planck i de la relació entre la freqüència () d’una radiació i la seva longitud d’ona (λ): E = h  ν = c / λ [0,3 p] L’energia dels dos fotons es poden calcular amb l’equació: E = h c / λ Energia del fotó que absorbeix el pigment porfiropsina: λ = 523 nm = 523 x 10-9 m E (porfiropsina) = 6,63·10-34 x 3,00 x 108 / 523 x 10-9 = 3,8 x 10-19 J Energia del fotó que absorbeix el pigment […]