PAU Química 2010 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 6

6. El diòxid de carboni, un dels gasos de l’atmosfera, absorbeix part de la radiació infraroja emesa per la superfície de la Terra. a) Expliqueu què li succeeix a la molècula de diòxid de carboni quan absorbeix un fotó de radiació infraroja. Per què les molècules de diòxid de carboni absorbei- xen només certes freqüències de radiació infraroja? [1 punt] b) Calculeu la freqüència i la longitud d’ona d’un fotó de radiació infraroja que té una energia d’1,33 · 10–20 J. [1 punt] Constant de Planck = h = 6,63·10–34 J·s. DADES: Velocitat de la llum = c = 3·108 m·s–1. La figura següent mostra el diagrama de la cinètica de la reacció A → C.

a) Quan la molècula de CO2 absorbeix radiació infraroja (IR) es produeixen canvis d’energia vibracional. L’energia d’aquest tipus de radiació és capaç de provocar un salt des del nivell fonamental d’energia vibracional a un nivell excitat. [0,5 p] Les molècules de CO2 només absorbeixen certes radiacions IR perquè per passar una molècula d’un nivell de vibració a un altra nivell de vibració ens cal una determinada energia (diferència d’energies dels dos nivells vibracionals). Aquesta energia l’aporta una determinada freqüència de la radiació electromagnètica que, per tant, pot ser absorbida. [0,5 p] ƒ No és necessari formular el diòxid de carboni (CO2), però si el formulen malament penalitzaria 0.5 punts. b) A partir de l’equació de Planck relacionarem l’energia de la radiació amb la freqüència (ν) o la longitud d’ona (λ) E = h ν [0,2 p] Freqüència ν = E / h = 1,33 · 10-20 J / 6,63 · 10-34 J · s Freqüència = 2,01 · 1013 s-1 [0,3 p] ƒ Si no posen unitats (o estan malament) es puntuarà: [ […]