PAU Química 2010 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 4

4. Per a passar un mol de molècules de HCl des del nivell més baix de vibració (estat fonamental) fins al nivell de vibració següent es requereix una energia de 32,7 kJ. a) Calculeu l’energia, expressada en J, que es necessita per a passar una molècula de HCl des de l’estat fonamental fins al nivell de vibració següent. Quin tipus de radiació electromagnètica hauria d’absorbir una molècula de HCl per a rea- litzar aquest procés? [1 punt] b) Calculeu la freqüència i la longitud d’ona de la radiació electromagnètica que hauria d’absorbir una molècula de HCl per a passar de l’estat fonamental al nivell de vibració següent. [1 punt] Constant d’Avogadro = NA = 6,02 · 1023 mol–1. DADES: Constant de Planck = h = 6,63 · 10–34 J · s. Velocitat de la llum = c = 3,0 · 108 m · s–1.

a) Ens donen l’energia per fer la transició vibracional d’un mol de molècules de HCl i ens demanen l’energia per una molècula: (32,7 kJ / mol HCl) x (1000 J / 1 kJ) x (1 mol HCl / 6,02 · 1023 molècules HCl) = = 5,432· 10-20 J / molècula Energia: 5,432 · 10-20 J (ó 5,432 · 10-20 J / molècula) [0,7 p] ƒ Si el resultat l’expressen en kJ/ molècula la puntuació serà [0,4 p] ƒ Si el resultat l’expressen en J/ mol la puntuació serà [0 p] Un molècula de HCl hauria d’absorbir una radiació infraroja (IR), ja que aporten l’energia suficient per provocar transicions vibracionals en un molècula. [0,3 p] b) A partir de l’equació de Planck relacionarem l’energia de la radiació amb la freqüència (ν), la longitud d’ona (λ): E = h ν [0,2 p] Freqüència: ν = E / h = 5,432 · 10-20 J / 6,63 · 10-34 J · s Freqüència = 8,19 · 1013 s-1 [0,3 p] ƒ Si no posen unitats (o estan malament) es puntuarà: [0,1 p] λ = c / ν (o λ = h c / E) [0,2 p] Longitud d’ona = 3 · 108 m · s-1 / 8,19 · 1013 s-1 Longitud d’ona = 3,66 […]