Uma pequena esfera de chumbo de massa igual a
possui excesso de elétrons com uma carga líquida igual a
. (a) Calcule o número de elétrons em excesso sobre a esfera. (b) Quantos elétrons em excesso existem por átomo de chumbo? O número atômico do chumbo é igual a 82 e sua massa atômica é 207
.
Passo 1
Beleza, amigo! Vamos resolver esse exercício juntos. A gente tem uma esfera de chumbo que pesa 8,00 gramas e tem um excesso de elétrons que dá uma carga líquida de
. O que a gente precisa descobrir é:
(a) Quantos elétrons a mais estão nessa esfera.
(b) Quantos desses elétrons a mais existem em cada átomo de chumbo.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletricidade estática e química, como carga elétrica, número de Avogadro e massa atômica. Bora lá!
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o número de elétrons a mais na esfera (parte a). Cada elétron tem uma carga negativa conhecida, que é aproximadamente
.
Passo 3
Para achar o número de elétrons a mais, precisamos dividir a carga total excessiva pela carga de um único elétron. A fórmula fica assim:
Passo 4
Substituindo os valores:
Passo 5
Calculando essa divisão:
Passo 6
Agora, vamos para a parte (b). Queremos saber quantos desses elétrons a mais existem por átomo de chumbo. Primeiro, precisamos descobrir quantos átomos de chumbo existem na esfera.
Passo 7
Sabemos que a massa da esfera é de 8,00 g e que a massa molar do chumbo é 207 g/mol. A quantidade de mols (
) é dada por:
Passo 8
Substituindo os valores:
Passo 9
Para encontrar o número de átomos, multiplicamos os mols pelo número de Avogadro (
):
Passo 10
Agora, dividimos o número total de elétrons a mais pelo número de átomos para achar quantos elétrons a mais há por átomo:
Resposta
(a) A esfera possui aproximadamente
elétrons em excesso.
(b) Há cerca de
elétrons em excesso por átomo de chumbo.