A energia necessária para dissociar O2 é 498 kJ·mol?¹. Calcule o maior comprimento de onda (em nm) capaz de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A energia necessária para dissociar O2 é 498 kJ·mol?¹. Calcule o maior comprimento de onda (em nm) capaz de provocar essa fotodissociação e indique a equação usada.
- A) ?_max ˜ 498 nm.
- B) ?_max ˜ 241 nm. Uso: E_mol = 498000 J·mol?¹; E_fóton = E_mol/NA; ? = hc/E_fóton ? ? ˜ 2,41×10?7 m = 241 nm.
- C) ?_max não pode ser calculado.
- D) ?_max ˜ 300 nm.
- E) ?_max ˜ 605 nm.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Converta a energia de mol para fóton. Como 498 kJ/mol = 498000 J/mol, divida pelo número de Avogadro (6,022 x 10^23): 498000 / 6,022 x 10^23 = 8,27 x 10^-19 J por fóton. Passo 2: Use a relação de Planck-Einstein, E = h x c / lambda, isolando o comprimento de onda: lambda = h x c / E. Passo 3: Substitua h = 6,626 x 10^-34 J·s, c = 3,00 x 10^8 m/s e E = 8,27 x 10^-19 J: lambda = (6,626 x 10^-34 x 3,00 x 10^8) / 8,27 x 10^-19 = 2,40 x 10^-7 m, ou seja, cerca de 240 a 241 nm. Passo 4: Como o fóton precisa ter energia de pelo menos 498 kJ/mol, o maior comprimento de onda capaz de fotodissociar o O2 é aquele com energia exatamente igual a essa, e a alternativa B é a que mais se aproxima do resultado (a pequena diferença de 240 para 241 nm vem de arredondamentos das constantes). Passo 5: Por que as outras estão erradas: A confunde o valor da energia com o comprimento de onda; C afirma que não é possível calcular, mas basta a relação E = hc/lambda; D (300 nm) corresponde a uma energia menor que 498 kJ/mol e não seria suficiente para a dissociação; E (605 nm) também corresponde a uma energia bem menor, o que indica erro de cálculo ou de conversão de unidades. Passo 6: Equação usada: lambda = h x c / (E_mol / N_A), com E_mol convertida para J·mol^-1.
💡 Dica: Use a relação entre energia e comprimento de onda.
Alternativa por alternativa
O aluno copia o valor numérico da energia (498) e o trata como comprimento de onda em nm, sem fazer nenhuma conversão entre energia e comprimento de onda.
Conversão energia por mol para energia por fóton e aplicação de ? = hc/E; com h=6,626×10?34 J·s, c=3,00×10^8 m·s?¹ e NA=6,022×10^23 mol?¹ obtém-se ˜241 nm.
O aluno acredita que, por a energia ser dada por mol e não por fóton, não há como relacioná-la a um comprimento de onda, desconhecendo a relação E = hc/lambda.
O aluno chega a um valor próximo de 300 nm por arredondamento grosseiro ou uso de constantes aproximadas demais, sem verificar se o resultado é coerente com a energia dada.
Por que engana: Confundir a relação entre energia e comprimento de onda, escolhendo um valor de comprimento de onda que não corresponde à energia necessária para a dissociação.
O aluno erra o cálculo ao dividir a energia por Avogadro ou ao converter kJ para J, obtendo uma energia por fóton muito menor e, assim, um comprimento de onda maior que o correto.
Raio-X da questão
fotodissociação de O2
avaliacao
fotodissociação de moléculas · energia de ligação
Revisar a relação entre energia e comprimento de onda na fotodissociação.
Confundir a relação entre energia e comprimento de onda, escolhendo um valor de comprimento de onda que não corresponde à energia necessária para a dissociação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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