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BIK0102: ESTRUTURA DA MATÉRIA
Crédito: Sprace
ProfessorHugo Barbosa Suffredini
Site:www.suffredini.com.br
EVIDÊNCIAS DO ELÉTRON
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▪ Ao friccionar um bastão a uma estopa vemos que ele atrai um pedacinho de papel.
▪ Se dois bastões forem friccionadas por um tecido de seda, vemos que eles repelem entre si porém atraem o tecido.
Alguns fenômenos observáveis ...
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Hoje sabemos que a fricção pode dar origem ao aparecimento de cargas elétricas positivas ou negativas nos materiais.
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Cargas elétricas
A unidade de carga elétrica no SI é o Coulomb.
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Alessandro Volta (~1800) observou a existência de corrente elétrica quando, em uma célula, duas placas de metais diferentes são colocados numa solução de ácido sulfúrico.
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Fontes químicas de eletricidade
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Cu0(s) + 2 AgNO3(aq) —→ Cu(NO3)2(aq) + 2 Ag0
(s)
Cu0(s)
AgNO3(aq)Cu(NO3)2(aq)
Ag0(s)
Reações redox
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Reações redox são reações de transferência de elétrons.
➢ semi-reação de oxidação: Cu0(s) —→ Cu2+
(aq) + 2 e-
➢ semi-reação de redução: 2 Ag+(aq) + 2 e- —→ 2 Ag0
(s)
Cu0(s) + 2 AgNO3(aq) —→ Cu(NO3)2(aq) + 2 Ag0
(s)
Cu0(s) + 2 Ag+
(aq) —→ Cu2+(aq) + 2 Ag0
(s)
perde e- (sofre oxidação)
recebe e- (sofre redução)
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Reações redox
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Zn0 Cu0
Zn2+ Cu2+
e-e-
Cl- K+
+ 1.10 V- +
Células galvânicas
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Zn0(s) + Cu2+
(aq) —→ Zn2+(aq) + Cu0
(s) E = 1,10 V
➢ Células galvânicas: reação redox espontânea é utilizada para produzir trabalho elétrico.
➢ Células eletrolíticas: reação redox não espontânea é forçada a acontecer por meio da realização de trabalho elétrico sobre o sistema.
Zn2+(aq) + Cu0
(s) —→ Zn0(s) + Cu2+
(aq) E = -1,10 V
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Células eletrolíticas
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Cu0Fe
e-- +e-
Cu2+
Cu2+
SO42-
SO42-
ÂNODOCÁTODO
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Células eletrolíticas e o processo de eletrodeposição
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A quantidade do produto formado ou do reagente consumido por uma corrente elétrica é estequiometricamente equivalente
à quantidade de elétrons fornecidos.
carga de um elétron (qe) = 1,60 × 10-19 C
carga de 1 mol de elétrons = 6,02 × 1023 × 1,60 × 10-19 C
constante de Faraday (F)
F = 96485 C/mol
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Lei de Faraday
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Descoberta do elétron
J.J. Thomson (1897): experimentos com descargas elétricas em gases rarefeitos, produzindo os chamados RAIOS CATÓDICOS.
cátodo ânodo
bomba de vácuo
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Descoberta do elétron
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Os raios eram defletidos pelos camposelétricos e magnéticos. Com este experi-mento, Thomson propôs que os raioscatódicos eram formados por partículas comcarga negativa, os elétrons, e conseguiucalcular a razão e/me (razão entre carga emassa do elétron) .
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Relação carga/massa do elétron
kg
C101,76 11−=
m
e
e
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Modelo Atômico de Thomson (1897)
Modelo do “pudim de passas”:volume contínuo de carga positivacom elétrons de carga negativa“embutidos” em todo o volume.
Embora os elétrons tenham carga negativa, os átomos comoum todo têm carga zero. Portanto, cada átomo deve conter umnúmero suficiente de cargas positivaspara cancelar a carga negativa.
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Thomson repetiu o experimento com diferentes gases e obteveos mesmos resultados, o que indicou que o elétron era umapartícula fundamental presente em todas as substâncias.
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Determinação da carga do elétron
Robert Millikan, 1909:
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Determinação da carga do elétron
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“spray” de óleo
microscópio
forçaelétrica
gásionizado
forçagravitacional
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e= − 1,60217646× 10− 19
C
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Qual é o tempo necessário para depositar, por galvanização, 0,44 g de cobre metálico a partir de uma solução aquosa de sulfato de cobre (II), usando uma corrente de 13,6 mA?
Dados:
MCu = 64 g/mol
F = 96500 C/mol
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Exercício
PARA CASA!
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SÉRIE ELETROQUÍMICA
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