Wenn Licht eine Wellenlänge von 468 nm hat, welche Energie hat dieses Licht, ausgedrückt in Einheiten von kJ / mol?
Antworten:
256 kJmol
Erläuterung:
Stellen Sie sich Licht als Bewegung in diskreten Energiepaketen vor, die als Photonen bezeichnet werden. Die Energie eines Photons ist durch die Planck-Einstein-Beziehung gegeben, die besagt, dass die Energie eines Photons gleich seiner Frequenz ist (ν) multipliziert mit einer Proportionalitätskonstante (h), bekannt als Plancks Konstante:
Ephoton=h⋅ν
woher
h=6.63⋅10−34 J⋅s
Die Frequenz eines Photons hängt mit seiner Wellenlänge zusammen und wird durch die Lichtgeschwindigkeit dividiert durch die Wellenlänge angegeben:
ν=cλ
Nun ersetze dies in den Energieausdruck:
Ephoton=h⋅cλ
Die Anzahl der Partikel in einem Mol wird durch die Avogadro-Konstante angegeben NA=6.02⋅1023 mol−1. In diesem Fall sind die Teilchen Photonen.
Da wir den Ausdruck für Energie pro Photon haben, müssen wir ihn mit der Avogadro-Konstante multiplizieren, um die Energiemenge pro Mol Photonen zu erhalten.
Eper mole=NA⋅h⋅cλ
Beachten Sie, wie die Einheiten für diesen Ausdruck das aufheben, was wir wünschen:
J⋅s⋅ms⋅m⋅mol=Jmol
Verwendung von SI-Einheiten (m, ms, J⋅s, mol−1), setzen Sie alle Werte in die Gleichung ein, um die Antwort zu erhalten:
Eper mole=6.02⋅1023⋅6.63⋅10−34⋅3.00⋅108468⋅10−9
=256⋅103 Jmol
Zuletzt konvertieren Sie Joule in Kilojoule:
E=256 kJmol