Como medir íons negativos

Muito do que está ao seu redor está muito além da capacidade de seus sentidos de ver ou detectar conscientemente. Isso se refere não tanto à rica vida microbiana que existe praticamente em todos os lugares da Terra, mas ao que está no ar ao seu redor, ou mais precisamente, o que é o ar ao seu redor.

O ar consiste em moléculas, ou grupos de átomos individuais representando diferentes elementos. A maioria deles provavelmente é familiar para você: oxigênio, dióxido de carbono, metano e vapor de água.

Além dessas moléculas eletricamente neutras flutuando, existem moléculas que carregam uma carga eletrostática positiva ou negativa. Estes são chamados íons, e pode ser útil ter um testador de íons disponível para medir íons negativos em particular; um exemplo comum é um detector de fumaça doméstico.

O que são íons?

Os átomos individuais consistem em prótons, que têm uma carga +1; nêutrons, que não têm carga; e elétrons, que tem uma carga -1. O número de prótons determina o elemento, ou átomo, tipo, e geralmente é quase igual ao número de nêutrons. Essas minúsculas partículas têm quase o mesmo peso e ficam no centro do átomo, enquanto os elétrons são essencialmente sem massa e "orbitam" o centro como os planetas ao redor do sol.

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Uma molécula carregada que consiste em diferentes átomos (digamos, HCO3-) também é chamado de íon, embora apenas um dos átomos seja responsável pela carga líquida. Uma molécula que carrega uma carga positiva é chamada de cátion, enquanto um íon carregado negativamente é conhecido como um ânion. Os íons resultam do "esforço" de um átomo para ter exatamente oito elétrons de valência, ou potencialmente compartilháveis, em sua camada orbital mais externa.

Qualquer processo que resulte em um determinado tipo de molécula eletricamente neutra (por exemplo, Cl) ganhando um elétron é um gerador de íons negativos porque esse processo cria íons carregados negativamente (neste caso, Cl-).

O medidor de íons de ar

Você pode querer saber a quantidade de íons carregados negativamente (ânions) fechando em seu ambiente por causa de informações que isso pode fornecer sobre a composição do ambiente, por exemplo, se é seguro para humanos e animais. Um medidor de íons de ar pode realizar essa tarefa.

Esses dispositivos geralmente consistem em dois cilindros cilíndricos capacitores, um dentro do outro. UMA capacitor é simplesmente um componente dentro de um circuito elétrico que pode armazenar carga (na forma de elétrons). Está relacionado ao circuito pelo relacionamento Q = CV, onde Q é a carga total e V é a tensão, ou diferença de potencial elétrico.

Em um medidor de íons de ar, as cargas nas duas placas cilíndricas criam um campo elétrico entre elas. Quando um íon negativo entra no sistema, ele é desviado em direção ao capacitor central pela direção do campo elétrico e é contado quando atinge um eletrodo ali.

Íons negativos no sistema solar

Uma das razões para medir a quantidade e o fluxo de íons no ambiente é que as informações resultantes podem revelar muito sobre a história daquele ambiente. Se você está falando sobre um quarto dentro da casa da família de seus pais, isso geralmente não é um grande problema.

Mas pode ser se você estiver falando sobre o espaço sideral.

A concentração de íons, negativos e positivos, pode servir a uma paleta de dados úteis sobre a origem dos corpos celestes, como estrelas, planetas e cometas, com outros objetos no espaço sideral. Cientistas humanos podem usar um instrumento chamado espectrômetro de plasma para comparar o nível de íons negativos (por exemplo, hélio, argônio, carbono e outros) com os da própria Terra ambiente e propor conclusões sobre os respectivos "nascimentos" de objetos como a lua, planetas e asteróides.

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