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Descoberta de Raios Anódicos, Propriedades
O Raios anódicos ou canais de raios, também chamados de positivos, são feixes de raios positivos constituídos por cátions atômicos ou moleculares (íons com carga positiva) que são direcionados para o eletrodo negativo em um tubo de Crookes.
Os raios anódicos se originam quando os elétrons que vão do cátodo ao ânodo colidem com os átomos do gás contido no tubo de Crookes.
À medida que as partículas do mesmo sinal se repelem, os elétrons que vão em direção ao ânodo iniciam os elétrons presentes na crosta dos átomos de gás.
Assim, os átomos que permaneceram positivamente carregados - isto é, foram transformados em íons positivos (cátions) - são atraídos para o cátodo (com uma carga negativa).
Índice
- 1 descoberta
- 2 Imóveis
- 3 Um pouco de história
- 3.1 O tubo de raios anódicos
- 3.2 O próton
- 3,3 espectrometria de massa
- 4 referências
Descoberta
Foi o físico alemão Eugen Goldstein quem os descobriu, observando-os pela primeira vez em 1886.
Posteriormente, o trabalho realizado sobre os raios anódicos pelos cientistas Wilhelm Wien e Joseph John Thomson acabou assumindo o desenvolvimento da espectrometria de massa.
Propriedades
As principais propriedades dos raios anódicos são as seguintes:
- Eles têm uma carga positiva, o valor de sua carga sendo um múltiplo da carga de elétrons (1,6 ∙ 10-19 C).
- Eles se movem em linha reta na ausência de campos elétricos e campos magnéticos.
- Eles se desviam na presença de campos elétricos e campos magnéticos, movendo-se em direção à zona negativa.
- Eles podem penetrar finas camadas de metais.
- Eles podem ionizar gases.
- Tanto a massa como a carga das partículas que compõem os raios anódicos variam dependendo do gás contido no tubo. Normalmente, sua massa é idêntica à massa dos átomos ou moléculas das quais eles derivam.
- Eles podem causar alterações físicas e químicas.
Um pouco de história
Antes da descoberta dos raios anódicos, ocorreu a descoberta dos raios catódicos, que ocorreram ao longo dos anos de 1858 e 1859. A descoberta deve-se a Julius Plücker, matemático e físico de origem alemã.
Mais tarde, foi o físico inglês Joseph John Thomson quem estudou em profundidade o comportamento, as características e os efeitos dos raios catódicos.
Por sua parte, Eugen Goldstein - que já havia feito outras investigações com raios catódicos - foi quem descobriu os raios anódicos. A descoberta ocorreu em 1886 e ele percebeu isso quando percebeu que os tubos de descarga com o cátodo perfurado também emitiam luz no final do cátodo.
Assim, descobriu que, além dos raios catódicos, havia outros raios: os raios anódicos; estes se moviam na direção oposta. Quando esses raios passavam pelos orifícios ou canais do cátodo, ele decidiu chamá-los de raios de canal.
No entanto, não foi ele, mas Wilhelm Wien, que mais tarde fez extensos estudos de raios anódicos. Wien, junto com Joseph John Thomson, acabou estabelecendo a base da espectrometria de massa.
A descoberta de raios anódicos por Eugen Goldstein foi um pilar fundamental para o desenvolvimento posterior da física contemporânea.
Graças à descoberta dos raios anódicos, os enxames de átomos em um movimento rápido e ordenado foram arranjados pela primeira vez, cuja aplicação era muito fértil para diferentes ramos da física atômica.
O tubo de raios anódicos
Na descoberta dos raios anódicos, Goldstein usou um tubo de descarga que tinha um cátodo perfurado. O processo detalhado pelo qual os raios anódicos são formados em um tubo de descarga de gás é o descrito abaixo.
Ao aplicar uma grande diferença de potencial de vários milhares de volts ao tubo, o campo elétrico criado acelera o pequeno número de íons que estão sempre presentes em um gás e que são criados por processos naturais, como a radioatividade.
Esses íons acelerados colidem com os átomos do gás, arrancando elétrons deles e criando íons mais positivos. Por sua vez, esses íons e elétrons atacam novamente mais átomos, criando íons mais positivos no que é uma reação em cadeia.
Os íons positivos são atraídos pelo cátodo negativo e alguns passam pelos orifícios do cátodo. Quando atingem o cátodo, já se aceleraram com velocidade suficiente para, quando colidem com outros átomos e moléculas do gás, excitarem as espécies em níveis de energia mais elevados.
Quando essas espécies retornam aos seus níveis de energia originais, os átomos e moléculas liberam a energia que eles haviam adquirido anteriormente; a energia é emitida sob a forma de luz.
Este processo de produção de luz, chamado fluorescência, causa o aparecimento de um brilho na região onde os íons emergem do cátodo.
O próton
Embora Goldstein tenha obtido prótons com seus experimentos com raios anódicos, não é ele que é creditado com a descoberta do próton, uma vez que ele não foi capaz de identificá-lo corretamente.
O próton é a partícula mais leve das partículas positivas que são produzidas em tubos de raios anódicos. O próton é produzido quando o tubo é carregado com gás hidrogênio. Desta forma, quando o hidrogênio é ionizado e perde seu elétron, os prótons são obtidos.
O próton tem uma massa de 1,67 ∙ 10-24 g, quase o mesmo que o do átomo de hidrogênio, e tem a mesma carga, mas sinal oposto de que o elétron tem; isto é, 1,6 ∙ 10-19 C.
Espectrometria de massa
A espectrometria de massa, desenvolvida a partir da descoberta de raios anódicos, é um procedimento analítico que permite estudar a composição química das moléculas de uma substância com base em sua massa.
Permite reconhecer compostos desconhecidos, contar compostos conhecidos, bem como conhecer as propriedades e a estrutura das moléculas de uma substância.
Por sua vez, o espectrômetro de massa é um dispositivo com o qual a estrutura de diferentes compostos químicos e isótopos pode ser analisada de maneira muito precisa.
O espectrômetro de massa permite separar os núcleos atômicos com base na relação entre a massa e a carga.
Referências
- Raio anódico (n.d.). Na Wikipedia. Retirado em 19 de abril de 2018, de es.wikipedia.org.
- Raio de anodo (n.d.). Na Wikipedia. Recuperado em 19 de abril de 2018, de en.wikipedia.org.
- Espectretro de massa (n.d.). Na Wikipedia. Retirado em 19 de abril de 2018, de es.wikipedia.org.
- Grayson, Michael A. (2002).Massa de medição: de raios positivos a proteínas. Filadélfia: Chemical Heritage Press
- Grayson, Michael A. (2002).Massa de medição: de raios positivos a proteínas. Filadélfia: Chemical Heritage Press.
- Thomson, J. J. (1921).Raios de eletricidade positiva e sua aplicação à análise química (1921)
- Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005).Física e Química. Everest