Quantos prótons existem em 250 cm^3 de água neutra? Quantos elétrons? Se fosse possível remover todos os elétrons dessa porção de água, qual seria sua carga?

Passo 1

Então, vamos lá! O exercício está pedindo para a gente descobrir quantos prótons e elétrons existem em 250 centímetros cúbicos de água neutra. Além disso, queremos saber qual seria a carga dessa água se todos os elétrons fossem removidos. Vamos usar conceitos de química e física, como a estrutura atômica e a neutralidade elétrica, para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber a massa de 250 cm³ de água. Sabemos que a densidade da água é aproximadamente 1 grama por centímetro cúbico, então 250 cm³ de água pesam cerca de 250 gramas.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de água (H₂O) nessa massa. A massa molar da água é aproximadamente 18,015 g/mol. Usamos a fórmula:
Mols de H₂O = MassaMassa molar = 250,g18,015,g/mol approx 13,88, mol

Passo 4

Cada molécula de água tem 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio. Assim, o número de mols de hidrogênio é o dobro dos mols de água, ou seja, aproximadamente 27,76 mol. O número de mols de oxigênio é igual aos mols de água, 13,88 mol.

Passo 5

Sabemos que 1 mol de qualquer substância contém aproximadamente 27,76,mol times 6,022 times 10^23,mol^-1 approx 1,67 times 10^25,átomos unidades (número de Avogadro). Então, o número de átomos de hidrogênio é:
13,88,mol times 6,022 times 10^23,mol^-1 approx 8,36 times 10^24,átomos á
E o número de átomos de oxigênio é:
á

Passo 6

Cada átomo de hidrogênio tem 1 próton e 1 elétron, e cada átomo de oxigênio tem 8 prótons e 8 elétrons. Então, o número total de prótons na água é:
(1 times 1,67 times 10^25) + (8 times 8,36 times 10^24) approx 1,67 times 10^25 + 6,69 times 10^25 = 8,36 times 10^25, prótons ó
E o número total de elétrons é o mesmo, já que a água é neutra:
8,36 times 10^25, elétrons é

Passo 7

Agora, se removêssemos todos os elétrons, estaríamos removendo uma carga negativa. Cada elétron tem uma carga de aproximadamente 8,36 times 10^25 times (-1,602 times 10^-19,C) approx -1,34 times 10^7,C coulombs. Então, a carga total removida seria:

Resposta

Em 250 cm³ de água neutra, existem aproximadamente prótons e elétrons. Se todos os elétrons fossem removidos dessa porção de água, a carga resultante seria de aproximadamente coulombs.

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