Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 1.1 - Ex. 2
J.J Thomson inicialmente chamou os raios produzidos em sua aparelhagem (Fig.B.5) de ‘raios canais’. Os raios canais sofrem desvios as passar entre os polos de um imã e depois atingem a tela de fosfóro. A razão ( em que é a carga e a massa) das partículas que compõe os raios canais é O catodo e o anodo do aparelho são feitos de lítio e o tubo contém hélio. Use a informação do final do livro para identificar as partículas (e suas cargas) que formam os raios canais.
Passo 1
Bom, o primeiro passa é saber o que são esses tais de raios canais. Raios canais foram descobertos por meio de um ampola de Goldstein que continha em seu interior um gás residual a baixa pressão, o sistema por trás desse experimento foi o mesmo da descoberta dos raios catódicos, mas nesse caso o catodo (polo negativo) contém furos e está no meio da ampola, ao colocarmos uma diferença de potencial entre os seus eletrodos aparecem os raios catódicos. Vimos na questão anterior que hora esses raios podem se comportar como partículas e hora como onda, no caso do experimento, como há moléculas de gás no interior da ampola, os raios catódicos podem ionizar essas moléculas deixando – as com carga positiva.
Dessa forma, esses íons tendem a migrar em direção ao catodo(polo que os raios catódicos partem) e adentrando nos furos, permitindo-nos ver um feixe luminoso. Esse feixe é na direção oposta dos raios catódicos.Raios canais também são conhecidos como raios anodicos e tais raios permitram mais tarde a descoberta do próton.
Passo 2
Agora que entendemos a teoria, vamos resolver essa questão.
O gás no interior é o hélio , ou seja tem 2 elétrons, 2 prótons e 2 neutrons.
Ao incidirmos radiação seus elétrons irão se excitar e a molécula adiquirá carga positiva.
Portanto, as partículas serão:
Mas, pelo como nosso catodo é de lítio e os átomos de lítio estão perdendo elétrons eles ficarão na forma
Temos 2 íons distintos no meio, mas qual deles será os que compõem meus raios?
Passo 3
Para responder essa questão vamos ao enunciado, sabemos que a relação carga massa obtida dos raios canais foi de :
Ambos os íons tem a mesma carga, então se descobrirmos a massa podemos distinguir qual é o que compõe os raios.
Temos que saber que o próton e o elétron tem a mesma carga mas com sinais contrários.
Sabemos que a massa de um átomo é a soma do número de prótons com a de nêutrons,para o íon , temos que ele tem 2 prótons e 2 neutron, então a massa do íon é:
Portanto a partícula que compõe é o Hélio.