(Halliday) Calcule, aproximadamente, o número de Coulombs de cargas positivas existentes em um copo de água.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular, de forma aproximada, o número de Coulombs de cargas positivas que existem em um copo de água. Isso envolve conceitos de química, especificamente sobre a ionização da água. Para resolver isso, vamos precisar entender como a água se ioniza e usar algumas fórmulas básicas de química e física para chegar à resposta final.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber que a água pura se ioniza de forma muito leve, o que significa que algumas moléculas de água se separam em íons positivos (H⁺) e íons negativos (OH⁻). A equação dessa ionização é:
H2O rightarrow H^+ + OH^-
A constante de ionização da água ( Kw = [H^+][OH^-] = 1,0 times 10^-14 ) a 25°C é:
[H^+] = raizKw = raiz1,0 times 10^-14 = 1,0 times 10^-7 mol/L
Em água pura, a concentração de H⁺ é igual à de OH⁻. Então, podemos calcular a concentração de H⁺:

Passo 3

Agora, vamos considerar o volume do copo de água. Vamos assumir que o copo tem 250 mL, que é igual a 0,250 litros. Para encontrar o número de mols de H⁺, usamos a concentração multiplicada pelo volume:
n = [H^+] times Volume = 1,0 times 10^-7 mol/L times 0,250 L = 2,5 times 10^-8 mol

Passo 4

Cada mol de íons H⁺ contém Carga total = n times NA times e íons (Número de Avogadro). E cada íon H⁺ tem uma carga de Carga total = 2,5 times 10^-8 mol times 6,022 times 10^23 íons/mol times 1,602 times 10^-19 C/íon Coulombs. Então, para encontrar a carga total, multiplicamos o número de mols pelo Número de Avogadro e, em seguida, pela carga de cada íon:
íí

Passo 5

Vamos calcular passo a passo:
2,5 times 10^-8 times 6,022 times 10^23 = 1,5055 times 10^16
1,5055 times 10^16 times 1,602 times 10^-19 = 2,414 times 10^-3 C

Resposta

Portanto, aproximadamente Coulombs de cargas positivas existem em um copo de água de 250 mL.

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