TR - 01 Mekanika Kuantum-Dikonversi [PDF]

Citation preview

DISUSUN OLEH TIM KIMIA DASAR JURUSAN KIMIA FMIPA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN TAHUN 2019 TUGAS RUTIN 01 (Batas akhir pemasukan tugas 17 Februari 2019 pukul 17.00 WIB) Jawablah pertanyaan berikut selengkap mungkin, diketik rapih dengan MS Word dan upload jawaban saudara via google classroom. Nama file jawaban adalah [nama sesuai absen]-TR01. Radiasi Elektromagnetik 1. Nyatakan frekuensi cahaya warna biru dalam satuan Hertz yang mempunyai panjang gelombang 430 nm Jawab Dik : ⋋=430 nm=430 x 10−9 m Dit : f¿ … . ?



c ⋋ 3 x 108 m/ s 17 −1 =0,0069764 x 10 s f¿ −9 430 x 10 m f¿ 6,9764 x 10 1 4 Hz



Dij : f¿



2. Beberapa senyawa sangat kuat menyerap cahaya infra merah yang mempunyai penjang gelombang 6,85 m. Berapa frekuensi cahaya tersebut dalam satuan Hertz? Jawab Dik : ⋋=6,85 μ m=6,85 x 10−6 m Dit : f¿ … . ?



c ⋋ 3 x 10 8 m/s 14 −1 =0 , 4379562 x 10 s f¿ −6 6,85 x 10 m f¿ 0,4379562 x 1014 Hz



Dij : f¿



3. Arus listrik yang mengalir dala suatu kabel berosilasi pada frekuensi 60 Hz. Nyatakan panjang gelombang dalam meter dan dalam kilo meter. Jawab Dik : f =60 Hz Dit : ⋋=… . ?



c ⋋ c 3 x 108 m/ s 8 ⋋= = =0,05 x 10 m f 60 Hz ⋋=0,05 x 10 5 k m



Dij : f¿



4. Hitunglah energy dalam satuan Joule suatu foton dari cahaya merah yang mempunyai frekuensi 4 x 1014 Hz. Berapa energinya jika terdapat 1 mol foton? Jawab Dik : f =4 x 10 14 Hz Dit : E=… .? Dij : E ¿ hf E ¿ 6,626 x 10−34 Js−1 .4 x 1014 s−1 ¿26,504 x 10−20 J Untuk 1 mol foton, E=n hf



¿ 6,02 x 1 023 .26,504 x 10−20 J ¿ 159,55408 x 103 J



5. Tentukan setiap pasangan berikut mana yang mempunyai energy lebih tinggi: (a) gelombang mikro dan infra merah; (b) cahaya tampak dan infra merah; (c) cahaya ultra violet dan sinarX; (d) Cahya tampak dan cahaya ultra violet. Jawab Energi eletromagnetik dipancarkan atau dilepaskan pada level yang berbeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, maka semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan akan tetapi semakin tinggi frekuensinya. Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri dari: 1. Gelombang radio 2. gelombang mikro 3. sinar inframerah 4. cahaya tampak 5. sinar ultraviolet 6. sinar-X, dan 7. sinar Gamma. Semakin ke bawah,energi foton semakin besar. (a) gelombang mikro dan infra merah,antar keduanya gelombang mikro memiliki besar energi yang lebih rendah dibanding sinar inframerah karena,sinar infra merah memiiki panjang gelombang sekitar 10-5 meter dengan frekuensi sekitar 1012 hertz sedangkan gelombang mikro memiliki panjang gelombang sekitar 10-2 meter dengan frekuensi sekitar 108 hertz yang menyebabkan energi pada inframerah lebih besar. (b) Cahaya tampak dan infra merah, antar keduanya cahaya tampak memiliki besar energi yang lebih tinggi dibanding sinar inframerah karena,sinar infra merah memiiki panjang gelombang sekitar 10-5 meter dengan frekuensi sekitar 1012 hertz sedangkan cahaya tampak memiliki panjang gelombang sekitar 0.5×10-6 meter dengan frekuensi 1015 hertz yang menyebabkan energi pada cahaya tampak lebih besar. (c) Cahaya ultraviolet dan sinar x,antar keduanya cahaya ultraviolet memiliki besar energi yang lebih rendah dibanding sinar x karena,cahaya ultraviolet memiiki panjang gelombang 08  meter dengan frekuensi 1016 hertz,sedangkan sinar x memiliki panjang gelombang sekitar 10-10 meter dan memiliki frekuensi 1018 hertz yang menyebabkan energi pada sinar x lebih besar. (d) Cahaya tampak dan ultraviolet, antar keduanya cahaya tampak memiliki besar energi yang lebih rendah dibanding sinar ultraviolet karena,cahaya tampak memiiki panjang gelombang sekitar 0.5×10-6 meter dengan frekuensi 1015 hertz sedangkan ultraviolet memiliki panjang gelombang sekitar 10-8 meter dengan frekuensi 1016 hertz yang menyebabkan energi pada utraviolet lebih besar. Spektrum Atom 6. Dalam spectrum hidrogen, ditemukan garis dengan panjang gelombang 410,3 nm. (a) apa warna garis tersebut (b) berapa frekuensinya dan (c) berapa energy foton tersebut Jawab (a) Garis tersebut memiliki warna ungu,hal tersebut diketahui dari panjang gelombang yang diketahui. (b) Dik : ⋋=410 , 3 nm=410,3 x 10−9 m Dit : f¿ … . ? Dij : f¿



c ⋋



3 x 10 8 m/s 1 7 −1 =0,00731172 x 10 s −9 41 0 ,3 x 10 m f¿ 7,31172 x 101 4 s−1 f¿



(c)energi foton Dik : f =7,31172 x 101 4 s−1 Dit : E=… .? Dij : E ¿ hf E ¿ 6,626 x 10−34 Js−1 . 7,31172 x 101 4 s−1 ¿4,4474 x 10−20 J 7. Gunakan persamaan Rydberg untuk menghitung panjang gelombang dalam nanometer garis spectrum hidrogen untuk n2= 6 dan n1= 3. Perkirakan warna yang akan terlihat. Jelaskan jawaban Saudara! Jawab Persamaan Rydberg :



1 1 1 =R h 2 − 2 λ n1 n2



(



)



Dik: kulit lintasan awal = n₁ = 3 kulit lintasan akhir = n₂ = 6 Dit: ⋋ =..? Dij:



1 1 1 =R h 2 − 2 λ n1 n2



(



)



1 1 7 1 =1,097 x 10 2 − 2 λ 3❑ 6❑ 1 1 1 =1,097 x 107 − λ 9 36 1 4 1 =1,097 x 107 − λ 36 36



( ( (



1 =1,097 x 107 λ 1 =1,097 x 107 λ 1 =9,14 x 105 λ



)



) )



( 363 ) ( 121 )



λ=9,14 x 105 m ≈ 1,09 4 x 10−6 m=1094 nm Panjang gelombang yang dihasilkan masuk dalam geombang inframerah sehingga kita tidak bisa kita lihat tanpa alat bantu.



8. Hitunglah panjang gelombang spectrum garis hidroge jika satu elektron jatuh dari tingkat energy ke-10 dari orbit Bohr ke tingkat energy ke empat. Manakah daerah spectrum elektromagnetik yang ditimbulkan akibat transisi tersebut ? ( UV, cahaya tampak atau infra merah?) Jawab Dik:



kulit lintasan awal = n₁ = 4 kulit lintasan akhir = n₂ = 10



Dit: ⋋ =..?



Dij:



1 1 1 =Rh 2 − 2 λ n1 n2



(



)



1 1 7 1 =1,097 x 10 2 − 2 λ 4❑ 10❑ 1 1 1 =1,097 x 107 − λ 16 100 1 100 16 =1,097 x 107 − λ 1600 1600



(



)



( (



)



)



1 =1,097 x 107 ( 0,0525 ) λ 1 =0,0575 x 107 λ 1 =1 7 ,3 9 x 107m λ λ=1039 nm Daerah spectrum elektromagnetik yang ditimbulkan akibat transisi tersebut adalah Ultraviolet.