Physical Chemistry, G. W. Castellan, Prob. 31.17. A mobilidade do íon
é
s. Calcule:
b) a velocidade do íon
se 5,0 V é aplicado entre dois eletrodos que estão separados por 25 cm.
b) a velocidade do íon
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de Química Física. A gente tem que calcular a velocidade do íon
quando uma voltagem de 5,0 V é aplicada entre dois eletrodos separados por 25 cm. Para isso, vamos usar o conceito de mobilidade iônica, que nos ajuda a relacionar a velocidade de um íon com o campo elétrico aplicado.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é mobilidade iônica. A mobilidade (
) de um íon é uma medida de quão rápido ele se move através de um meio sob a influência de um campo elétrico. A fórmula que relaciona a velocidade (
) do íon com a mobilidade e o campo elétrico (
) é:
Onde:
-
é a velocidade do íon, -
é a mobilidade iônica, -
é o campo elétrico.
Passo 3
Agora, precisamos calcular o campo elétrico (
) entre os eletrodos. O campo elétrico é definido como a voltagem dividida pela distância entre os eletrodos:
Onde:
-
é a voltagem aplicada, -
é a distância entre os eletrodos.
Dado que
V e
cm (que é igual a 0,25 metros), temos:
Passo 4
Agora que temos o valor do campo elétrico, podemos usar a primeira fórmula para encontrar a velocidade do íon:
Resposta
A velocidade do íon
é
.