Quantos prótons existem em
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:
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
unidades (número de Avogadro). Então, o número de átomos de hidrogênio é:
E o número de átomos de oxigênio é:
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:
E o número total de elétrons é o mesmo, já que a água é neutra:
Passo 7
Agora, se removêssemos todos os elétrons, estaríamos removendo uma carga negativa. Cada elétron tem uma carga de aproximadamente
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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