Uma bola de cobre de 50,0 g tem uma carga líquida de
. Qual fração dos elétrons do cobre foi removida? (Cada átomo de cobre tem 29 prótons, e o cobre tem uma massa atômica de 63.5.)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para descobrir qual fração dos elétrons de uma bola de cobre foi removida, sabendo que a bola tem 50,0 g e uma carga líquida de
. Vamos usar conceitos de eletricidade básica e estrutura atômica. Precisamos saber o número de elétrons em um átomo de cobre e relacionar isso com a carga total para encontrar a fração removida.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir quantos átomos de cobre existem na bola de 50,0 g. Sabemos que a massa atômica do cobre é 63,5 g/mol. Para isso, usamos a fórmula:
Onde:
- $ n $ é o número de mols,
- $ m $ é a massa (50,0 g),
- $ M $ é a massa molar (63,5 g/mol).
Calculando:
Passo 3
Agora, vamos encontrar o número de átomos de cobre nessa quantidade de mols. Para isso, usamos o número de Avogadro, que é $ 6,022 \times 10^{23} $ átomos/mol.
Passo 4
Cada átomo de cobre tem 29 elétrons (já que tem 29 prótons e o átomo é neutro inicialmente). Então, o número total de elétrons na bola de cobre é:
Passo 5
A carga líquida da bola é de
negativa, o que significa que houve uma perda de elétrons. Sabemos que a carga de um elétron é aproximadamente $ -1,602 \times 10^{-19}, C
\Delta N_e $), usamos:
Passo 6
Agora, para encontrar a fração dos elétrons removidos, dividimos o número de elétrons removidos pelo número total de elétrons:
Resposta
A fração dos elétrons do cobre que foi removida é aproximadamente $ 9,07 \times 10^{-7} $.