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1. Calcula la energía de un fotón de luz verde cuya longitud de onda es de 525 nm.
Solución
λ = 525 nm = = 5.25 x 10-‐7 m
2. El doble enlace C=O de cierta proteína vibra cuando se le hace interaccionar con un rayo de luz IR cuyo número de onda 𝜈 es de 1600 cm-‐1. Determina la frecuencia de ese rayo de luz. Solución c = λν , y como 𝜈 = !
!, entonces 𝜈 = 𝑐𝜈 .
Así pues, 𝜈 = 1600 cm-‐1 = 1.6 × 10! m-‐1.
𝜈 = 3 × 10! !!
1.6 × 10! m!! = 1.6 × 10!" s!!
3. Calcula la longitud de onda en nanómetros que se necesita para generar radicales hidroxilo a partir de moléculas de metanol, CH3-‐OH, si la unión C-‐O posee una energía enlace de 360 kJ/mol.
Solución Primero calcula la energía de uno sólo de esos enlaces (cada fotón rompe uno de esos enlaces a la vez):
!"# !"!"#
!.!"" × !"!" !"#$%!&!"#
= 5.98 × 10!!! kJenlace = 5.98 × 10!!"
Jenlace
Despejando la longitud de onda λ de la ecuación Efotón = hc/λ, llegamos al resultado:
𝜆 = !.!" × !"!!" !∙! × ! × !"!! !!
!.!" × !"!!" ! = 3.33 × 10!! m = 333 nm
4. El siguiente es el espectro de IR de la acetona.
Determina en base a él el coeficiente de absortividad (antiguamente denominado de “extinción”) molar ε del grupo carbonilo de esta sustancia. Suponte la acetona se introdujo al espectrómetro de FTIR dentro de una celda con espesor de 1 cm en una solución al 30 % en volumen en cloroformo. La densidad de la acetona es de 0.791 g/mL y su peso molar es de 58 g/mol. Solución Necesitaremos A = εbM.
La absorción originada por el grupo carbonilo de la acetona es la banda que se reconoce en el espectro a 𝜈 = 1713.09 cm-‐1. Según el espectro, le corresponde una transmitancia T del 3.5 %. La absorbancia A corresponde entonces con:
A = log !! = log !
!.!"#= 1.456
La molaridad puede calcularse como sigue: como se menciona que la muestra en acetona se encontraba diluida al 30 % en volumen, podemos asumir que en 10 mL de la mezcla hay 3 mL de acetona. Como la densidad de la acetona es de 0.791 g/mL y su peso molar es de 58 g/mol, realizando los cálculos correspondientes, se puede determinar que 3 mL de acetona = 2.373 g de acetona = 4.091 x 10-‐2 moles de acetona. Con este dato y dado que tomamos como base 10 mL ( = 0.01 L ) de la solución, la M (molaridad) de la solución de acetona = 4.091 x 10-‐2 moles de acetona/0.01 L de la solución = 4.091 x 10-‐1 moles/L. Con este dato, el último que nos faltaba, estamos en condiciones de resolver el ejercicio:
𝜀 = !!!
= !.!"#
(! !") !.!"# × !"!! !"#$%!
= 3.56
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