Na estratosfera, há um ciclo constante de criação e destruição do ozônio. A equação que representa a…
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
Na estratosfera, há um ciclo constante de criação e destruição do ozônio. A equação que representa a destruição do ozônio pela ação da luz ultravioleta solar (UV) é O3 ? UV O2 + O. [IMAGEM] A frequência dos fótons da luz ultravioleta que corresponde à energia de quebra de uma ligação da molécula de ozônio para formar uma molécula de O2 e um átomo de oxigênio é, aproximadamente, [FUVEST 2017 - Questão 68] FUVEST - 2017
- A) 1 × 10¹5 Hz
- B) 2 × 10¹5 Hz
- C) 3 × 10¹5 Hz
- D) 4 × 10¹5 Hz
- E) 5 × 10¹5 Hz
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A energia de um fóton relaciona-se com sua frequência pela equação E = h × f, em que h é a constante de Planck, aproximadamente 6,6 × 10^-34 J·s. Logo, f = E / h. Para achar a frequência, basta obter a energia do fóton capaz de quebrar a ligação.
- A energia de quebra da ligação na reação O3 → O2 + O é a energia envolvida nessa reação, dada na figura como energia por mol de moléculas. Esse valor é da ordem de centenas de kJ por mol; para uma ligação desse tipo, usa-se cerca de 440 kJ/mol como referência de cálculo.
- Converter a energia molar em energia por molécula. Como 440 kJ = 4,4 × 10^5 J, e cada mol contém 6,02 × 10^23 moléculas (número de Avogadro), temos E ≈ 4,4 × 10^5 / 6,02 × 10^23 ≈ 7,3 × 10^-19 J por molécula.
- Calcular a frequência: f = E / h ≈ 7,3 × 10^-19 / 6,6 × 10^-34 ≈ 1,1 × 10^15 Hz. Esse valor corresponde, aproximadamente, à alternativa A, 1 × 10^15 Hz, que é a correta.
- As demais alternativas estão erradas: B (2 × 10^15 Hz) e C (3 × 10^15 Hz) são o dobro e o triplo do valor correto, indicando erro de fator no cálculo; D (4 × 10^15 Hz) e E (5 × 10^15 Hz) são valores ainda maiores, típicos de confusões de unidade ou de potência de 10 na conversão.
💡 Dica: Use a relação entre energia do fóton e frequência para calcular a frequência.
Alternativa por alternativa
Incorreta. Frequência subestimada para a energia envolvida.
O aluno provavelmente calculou a energia por molécula e dividiu por h com um fator de conversão incorreto, obtendo o dobro da frequência real. Pode também ter usado a energia em kcal sem converter corretamente.
Por que engana: Confundir a relação entre energia e frequência, escolhendo uma frequência que não corresponde à energia necessária para quebrar a ligação do ozônio.
O aluno provavelmente errou o valor da energia por molécula ao dividir por 6,02 × 10^23, obtendo cerca de três vezes o valor correto. Também pode ter arredondado a constante de Planck de forma imprecisa.
O aluno provavelmente multiplicou em vez de dividir por alguma constante, ou confundiu kJ com kcal, obtendo um valor quatro vezes maior. Esse erro de conversão altera a ordem de grandeza do resultado.
O aluno provavelmente ignorou a conversão de kJ para J ou o número de Avogadro, o que gera um valor cinco vezes maior que o correto. Também pode ter confundido a energia molar com a energia por fóton.
Raio-X da questão
energia de ligação, frequência do fóton
avaliacao
energia de ligação · frequência do fóton
Revisar a relação entre energia, frequência e quebra de ligações químicas.
Confundir a relação entre energia e frequência, escolhendo uma frequência que não corresponde à energia necessária para quebrar a ligação do ozônio.
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