Calcule a relação carga/massa do íon Ag^+e compare-a com a do elétron. Explique como o valor da relação carga/massa do íon Ag^+poderia ser determinado por meio de um experimento de eletrólise (incluindo a aparelhagem utilizada, o procedimento experimental e as grandezas a serem medidas).
Resp.: Q / m=8,94 times 10^5 C / kg

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre física de partículas carregadas! A questão pede para calcular a relação carga/massa do íon Ag^+ e compará-la com a do elétron. Além disso, precisamos explicar como essa relação poderia ser determinada usando um experimento de eletrólise. Para isso, vamos precisar entender conceitos de carga elétrica, massa das partículas e os princípios básicos da eletrólise.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a definição da relação carga/massa, que é dada por:
Qm
Aqui, Q representa a carga elétrica e m a massa da partícula. Essa relação nos diz quanta carga elétrica cada quilograma da partícula possui.

Passo 3

Para calcular Qm do íon Ag^+, precisamos conhecer a carga do íon e a massa molar da prata. Sabemos que o íon Ag^+ tem uma carga de +e, onde e é a carga elementar, aproximadamente 1,602 times 10^-19 C.
A massa molar da prata (Ag) é cerca de 107,8682 g/mol. Para obter a massa de uma única partícula, usamos a constante de Avogadro ( 6,022 times 10^23 partículas/mol).

Passo 4

Vamos converter a massa molar para massa de uma única partícula:
m = 107,8682 g/mol6,022 times 10^23 partículas/mol = 1,794 times 10^-22 g = 1,794 times 10^-25 kg í

Passo 5

Agora, sabemos que a carga do íon Ag^+ é +e = 1,602 times 10^-19 C. Então, a relação carga/massa fica:
Qm = 1,602 times 10^-19 C1,794 times 10^-25 kg approx 8,94 times 10^5 C/kg

Passo 6

Para comparar com a relação carga/massa do elétron, que é conhecida como aproximadamente -1,758 times 10^11 C/kg. Observamos que a relação carga/massa do íon Ag^+ é muito menor em magnitude comparada à do elétron, indicando que a carga está distribuída em uma massa maior.

Passo 7

Agora, para determinar a relação carga/massa do íon Ag^+ por meio de um experimento de eletrólise, precisamos seguir alguns passos:
  1. Aparelhagem: Utilizamos uma célula eletrolítica com eletrodos de prata imersos em uma solução aquosa contendo íons de prata, como nitrato de prata ( AgNO3).
  2. Procedimento Experimental:
    • Aplicamos uma corrente elétrica constante através da solução.
    • Medimos a intensidade da corrente ( I) e o tempo ( t) durante o qual a corrente é aplicada.
    • Medimos a massa de prata depositada no cátodo após a eletrólise.
  3. Cálculos:
    • Usamos a relação de Faraday, que relaciona a quantidade de carga elétrica passada com a quantidade de substância depositada.
    • Calculamos a carga total Q = I times t.
    • Relacionamos essa carga com a massa depositada para encontrar Qm.

Resposta

A relação carga/massa do íon Ag^+ é Qm = 8,94 times 10^5 C/kg.

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