DETERMINAÇÃO DO NÚMERO DE AVOGADRO - EXPERIMENTO DE MILLIKAN

O experimento de Millikan é um dos experimentos mais elegantes da história da física e química, e ele mostra como ciência é um verdadeiro quebra-cabeça onde diferentes peças se encaixam.

Experimento da Gota de Óleo – Millikan (1909)

O objetivo original de Millikan:

Determinar a carga elétrica de um único elétron. A partir disso, foi possível calcular o número de Avogadro combinando os resultados com outras constantes conhecidas.

Montagem do experimento

Imagine o seguinte cenário (e vale a pena visualizar isso com um desenho ou animação, se for em vídeo):

• Millikan usou uma câmara com duas placas metálicas horizontais, uma em cima e outra embaixo.
• Entre essas placas, ele borrifava pequenas gotas de óleo com um pulverizador.
• Algumas dessas gotículas capturavam elétrons do ar, ficando carregadas negativamente.
• Entre as placas, ele aplicava uma diferença de potencial elétrico, gerando um campo elétrico vertical.
• Ele observava, com a ajuda de um microscópio, o movimento das gotas no campo elétrico.
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• O que ele media:

  1. Velocidade de queda da gota (sem o campo elétrico ligado), para saber o equilíbrio entre gravidade e resistência do ar.
  2. Velocidade de subida ou suspensão (com o campo elétrico ligado), quando a força elétrica equilibrava o peso da gota.

  Como ele calculou a carga do elétron:

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• Sabendo a massa da gota (calculada com base no tamanho e densidade do óleo) e o campo elétrico aplicado, ele descobriu o valor da carga mínima presente em todas as gotas – que era sempre um múltiplo inteiro da carga elementar do elétron (e).

  Ele concluiu que:  e≈1,6×10⁻¹⁹ C

  Mas... e o número de Avogadro?

  Aí vem a conexão genial.

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• Resumo do raciocínio:

  1. Millikan mediu a carga de 1 elétron.
  2. Já sabíamos a carga de 1 mol de elétrons (Faraday).
  3. Dividindo uma pela outra = número de partículas em 1 mol → Número de Avogadro!

  Importância histórica

  • O experimento de Millikan confirmou que a carga elétrica é quantizada.
  • Foi um dos primeiros métodos diretos para acessar uma constante fundamental da natureza.
  • Rendeu a Millikan o Prêmio Nobel de Física em 1923.