13.1
C) A condutividade específica é uma propriedade intensiva ou extensiva? Defina condutividade molar e condutividade equivalente.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas claras:
- Dizer se a condutividade específica é uma propriedade intensiva ou extensiva.
- Definir condutividade molar e condutividade equivalente (ou seja, dar o que são e as fórmulas/usos principais).
Passo 2
Primeiro, entender o que é condutividade específica. A condutividade específica, geralmente denotada por
, é a propriedade que liga a condutância elétrica medida de uma amostra à sua geometria. A relação é
onde:
-
é a condutância medida (unidade: siemens, S); -
é a condutividade específica (unidade: S m^{-1} no SI, ou S cm^{-1} em unidades comuns); -
é a área da seção entre os eletrodos (m^{2} ou cm^{2}); -
é a distância entre os eletrodos (m ou cm).
Explicando em palavras: a condutância
depende tanto do material quanto da forma/volume do pedaço medido (área e distância). A condutividade
é a propriedade do material que permanece quando se “corrige” a condutância pela geometria (
). Por isso, se pegarmos mais ou menos quantidade da mesma solução (mudando
e/ou
),
não muda — ela caracteriza o próprio material/solução. Logo, a condutividade específica é uma propriedade intensiva (não depende da quantidade de matéria, depende da natureza da solução, da concentração e da temperatura).
Passo 3
Agora, condutividade molar. A ideia é “atribuir” a condutividade a uma quantidade padrão de matéria: um mol. A condutividade molar,
, é definida como a condutividade específica dividida pela concentração molar da solução. Em fórmulas:
usando o SI (concentração em
e
em
):
onde
é a concentração molar (unidade
). A unidade resultante é
.
na prática experimental (uso muito comum em química analítica), usa-se
em
e
em
; aí a fórmula equivalente usada é
o fator
transforma
e
nas unidades corretas e dá
em
.
Interpretação física curta:
é a condutância atribuída a um mol de eletrólito ocupando o volume da solução quando os eletrodos estão a uma distância padrão (ou, em termos operacionais, é a condutividade “por mol” — útil para comparar mobilidade iônica independente da concentração).
Passo 4
Condutividade equivalente. Essa é a mesma ideia da molar, mas por equivalente químico (útil quando reações envolvem valências). A condutividade equivalente,
, é definida como a condutividade específica dividida pela normalidade
(equivalentes por litro). Em fórmula prática (unidades comuns):
onde
é a normalidade em
. A unidade é
.
Relação com a condutividade molar: se um mol de soluto corresponde a
equivalentes (por exemplo,
para
por mol de Ca^{2+}), então
Exemplos rápidos:
- Para
tem-se , então . - Para
considerando o equivalente relativo ao cátion , , então .
Passo 5
Observações práticas e pedagógicas (pra te ajudar na prova):
- Sempre cite unidades:
em (ou ), em (ou ), em . - Lembre-se que
, e dependem de temperatura e da concentração (são propriedades que variam com essas condições), mas continua sendo intensiva. - Na hora da prova: se pedirem para transformar entre formas, verifique unidades de
(mol L^{-1} vs mol m^{-3}) e use o fator quando necessário.
Resposta
Intensiva
Condutividade molar:
(SI, com
em
e
em
); em unidades comuns
(com
em
e
em
), unidade
.
Condutividade equivalente:
(com
em
); relacionada por
, onde
é o número de equivalentes por mol.