Matéria e suas Transformações – Lei de Thompson

O Modelo Atômico de Thompson, juntamente com o modelo de outros cientistas, introduziu e provou a existência das sub-partículas que formam os átomos: os prótons e os elétrons.

Os elétrons já vem sendo alvo de estudo desde a Grécia Antiga em experimentos ministrados por Tales de Mileto, onde foi estudada a polarização de materiais que sofriam atrito.

Os experimentos mais comuns para a demonstração da existência dos elétrons foram os que realizaram descargas elétricas em gases. Alguns experimentos serão mostrados a seguir.

1) Experimento de Geissler

Em 1854, Henrich Geissler desenvolveu um tubo de vidro espesso, fechado e com eletrodos em suas extremidades. Ele notou que, com o gás a baixa pressão, ao ser gerada uma descarga elétrica, esta deixava de ser barulhenta, sendo produzida uma luz em seu interior, variando sua cor com o gás e voltagem utilizados. Esse é o mesmo princípio utilizado em lâmpadas de neón e fluorescentes.

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“Foto retirada do livro: “Química Geral – Volume 1″ – Ricardo Feltre”

2) Experimentos de William Crookes

Crookes desenvolveu ampolas de vidro com gases rarefeitos, ou seja, a baixíssimas pressões, aplicando altíssimas voltagens em suas extremidades. Foram desenvolvidas emissões, denominadas raios catódicos.

Quando criado um campo elétrico uniforme, gerado por duas placas carregadas, paralelas e externas à ampola de vidro, o raio catódico é desviado para a placa carregadas positivamente, demonstrando a natureza negativa do raio.

 

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“Foto retirada do livro: “Química Geral – Volume 1″ – Ricardo Feltre”

Foi então entendido que TODOS os gases são formados por pequenos partículas negativas, denominadas elétrons. Essa teoria desmente a parte da teoria de Dalton que afirmava que o átomo era a menor partícula que existe e que não poderia ser dividido.

3) Experimentos de Goldstein

Gosdstein, em seu experimento, percebeu que quando os elétrons de um átomo eram arrancados dos átomos, um raio remanescente era formado em direção ao pólo negativo do campo elétrico externo, imaginando-se que o átomo seria formado também por sub-partículas positivas, os chamados prótons.

4) Modelo de Thompson

Explicando os experimentos anteriores, Thompson criou em 1903 um novo modelo atômico. Ele afirmava que o átomo era formado por uma parte negativa (elétrons) e por uma parte positiva (prótons), sendo que eles mantinham a carga elétrica no átomo neutra.

Para que a carga do átomo se mantenha neutra, devemos ter:

Número de elétrons = Número de prótons

Valor da carga do elétron = Valor da carga do Próton

O modelo atômico de Thompson também explica os seguintes fenômenos que eram notados nos experimentos:

  • Descargas elétrica em cargas;
  • Formação dos íons;
  • Corrente elétrica;
  • Retirada dos elétrons por atrito

 

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Modelo do átomo de Thompson

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Matéria e suas Transformações – Lei de Dalton

Na aula anterior, falamos sobre a Lei de Prost, a famosa Lei da Proporcionalidade das Massas.

Nessa aula, falaremos sobre o terceiro dos pilares mais importantes na base do estudo da Química, a Lei de Dalton.

Foi John Dalton quem introduziu o conceito de átomos no mundo da Química e é usado até hoje.

Dalton imaginou a seguinte hipótese:

Todo e qualquer tipo de matéria é composto por partículas indivisíveis chamas ‘átomos’.”

Ele também imaginou que os átomos eram esferas rígidas e sem carga elétrica.

Podemos dizer que, com isso, ele criou o modelo atômico, conhecido como “Modelo Dalton”.

Embora atualmente saibamos que algumas das colocações de Dalton estavam equivocadas, ele ainda é muito reconhecido por ter sido um dos primeiros cientistas a entender que a matéria era formada por átomos, entendendo também que átomos de elementos diferentes tinham massas diferentes.

Nas próximas aulas, falaremos sobre a evolução dos modelos atômicos e suas consequências no estudo da Química. Estudaremos os modelos de Thompson, Rutherford, Bohr e também o começo do estudo da Radioatividade.

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Matéria e suas Transformações – Lei de Proust

Na aula anterior, falamos sobre a Lei de Lavoisier, a famosa Lei da Conservação das Massas.

Nessa aula, falaremos sobre o segundo dos pilares mais importantes na base do estudo da Química, a Lei de Proust.

Lei de Proust

A Lei de Proust diz que:

Uma determinada substância composto é formada por algumas substâncias simples, seguindo sempre uma mesma proporção em massa.”

Utilizando o mesmo exemplo da Aula sobre Lei de Lavoisier [Colocar link], teremos:

3 gramas de Carbono reagindo com 8 gramas de Oxigênio formarão 11 gramas de Gás Carbônico. Proporcionalmente, 6 gramas de Carbono reagindo com 16 gramas de Oxigênio formarão 22 gramas de Gás Carbônico. Percebemos que esse caso também obedece a Lei de Lavoisier.

 

Exercícios:

1. (Uespi) Qualquer que seja a procedência ou processo de preparação do NaCl, podemos afirmar que sua composição é sempre 39,32% de sódio e 60,68%de cloro, com base na lei de:
a) Lavoisier

c) Proust 

b) Dalton

d) Richter

e) Avogadro

 

Resposta: Letra c

Como estudamos na aula acima, a Lei de Proust estabelece que todas as reações químicas obedecem  a uma proporção constante entre as massas de seus reagentes e produtos, independentemente de suas quantidades. No caso do exercício, para qualquer massa de sódio, sempre a quantidade de cloro deverá respeitar essa proporção.


 

2. (Fuvest) Numa primeira experiência, 2 g de A combinam-se com 8 g de B. Numa segunda experiência, 1,25 g de A combina-se com 5 g de B. Estão esses valores de acordo com a lei de Proust?

Resposta: 

Sim, pois o quociente 2/8 é igual a 0,25 e coincide com o quociente 1,25 /5 , que também é igual a 0,25.

 

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Matéria e suas Transformações – Lei de Lavoisier

Primeiramente, devemos entender o porquê de os seres humanos estarem sempre em busca de novos conhecimentos. Isso ocorre pois, quanto maior o conhecimento do homem, maior o seu poder. Por exemplo, o primeiro homem que dominou o fogo se sobressaiu sobre o demais, o primeiro povo que desenvolveu a agricultura se sobressaiu sobre os outros povos. Daí a grande importância do estudo e dedicação.

O estudo e entendimento da Química foi evoluindo durante os séculos passados. Começando com os estudos de Aristóteles e Demócrito, onde foi introduzido o conceito de átomos.

Posteriormente, os famosos alquimistas fizeram grandes descobertas no ramo da Química, embolo eles não estivessem interessados no estudo da matéria em si, mas na formulação do famoso Elixir da Vida e a busca pela Pedra Filosofal.

O Nascimento da Química

Analisando alguns acontecimentos e aspectos simples em nosso dia-a-dia, como a queima de um pedaço de carvão ou a oxidação de um pedaço de metal, os estudiosos do  final do século XVIII começaram a estudar as transformações que a matéria sofria durante alguns tipos de reações.

Alguns desses estudos geraram grandes teorias que são aceitas até a atualidade, sendo elas usadas como a base da pirâmide no estudo da Química. Entre elas temos as leis de Lavoisier, Proust e Dalton.

a) Lei de Lavoisier

O cientista Antoine Lavoisier, ao realizar experiências em recipientes totalmente fechados, ou seja, recipientes que não permitem o escape de nada de seu interior, percebeu que, em uma reação, a massa no interior desse recipiente não sofria nenhuma alteração.

A famosa Lei de Lavoisier diz:

A soma das massas antes da reação é igual a soma das massas depois da reação.”

Vamos utilizar o seguinte exemplo:

3 gramas de carbono reagem com 8 gramas de oxigênio, formando 11 gramas de gás carbônico. Ou seja, dos reagentes Carbono e Oxigênio, nada foi perdido.

É desta lei que saiu uma das frases mais famosas no estudo de Química:

Na natureza, nada se cria ou se destrói, tudo de transforma.

Exercício:

 (Ceeteps-SP) A queima de uma amostra de palha de aço produz um composto pulverulento de massa:
a) menor que a massa original da palha de aço.
b) igual à massa original da palha de aço.
c) maior que a massa original da palha de aço.
d) igual à massa de oxigênio do ar que participa da reação.
e) menor que a massa de oxigênio do ar que participa
da reação.

Resposta: Letra c

De acordo com a Lei de Lavoisier, em um recipiente fechado, independente da reação que ocorra em seu interior, a massa no início da reação é SEMPRE igual a massa no fim.

No caso acima, teremos:

Palha de aço + Oxigênio ⇒ Composto pulverulento

Portanto, se o recipiente for completamente fechado, as massas no início e no fim serão iguais. Como a massa do composto pulverulento é a soma da massa da palha de aço com a massa do oxigênio, teremos que sua massa é maior que a da palha de aço.

 

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