Calcule a relação carga/massa do íon e compare-a com a do elétron. Explique como o valor da relação carga/massa do íon poderia ser determinado por meio de um experimento de eletrólise (incluindo a aparelhagem utilizada, o procedimento experimental e as grandezas a serem medidas).
Resp.:

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre física de partículas carregadas! A questão pede para calcular a relação carga/massa do íon 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:
Aqui, representa a carga elétrica e a massa da partícula. Essa relação nos diz quanta carga elétrica cada quilograma da partícula possui.

Passo 3

Para calcular do íon , precisamos conhecer a carga do íon e a massa molar da prata. Sabemos que o íon tem uma carga de , onde é a carga elementar, aproximadamente 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 ( partículas/mol).

Passo 4

Vamos converter a massa molar para massa de uma única partícula:
í

Passo 5

Agora, sabemos que a carga do íon é C. Então, a relação carga/massa fica:

Passo 6

Para comparar com a relação carga/massa do elétron, que é conhecida como aproximadamente . Observamos que a relação carga/massa do íon 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 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 ( ).
  2. Procedimento Experimental:
    • Aplicamos uma corrente elétrica constante através da solução.
    • Medimos a intensidade da corrente ( ) e o tempo ( ) 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 .
    • Relacionamos essa carga com a massa depositada para encontrar .

Resposta

A relação carga/massa do íon é .

Exercícios relacionados

Em uma região existe uma densidade de corrente uniforme de no sentido positivo do eixo z . Determine o valor de se a integral de linha for calculada para o percurso fechado formado por três segmentos de reta, de para , de para e de para , , com .
Pode ser mostrado que para tal sistema a força gravitacional exercida pela haste sobre um objeto localizado a uma distância da origem é . Usando esta relação, calcule a força exercida pela haste na bola a qualquer distância do centro da haste.
Derive uma expressão para a energia potencial gravitacional de um sistema que consiste na Terra e um tijolo de massa colocado no centro da Terra. Assuma que a energia potencial do sistema com o tijolo colocado no infinito é zero.
Qual dos valores de carga , indicados abaixo, provavelmente não poderia ter sido medido por Millikan?
(a)
(b)
©
(d)