c) Enuncie a equação de Nerst, a qual relaciona o coeficiente de difusão iônica com temperatura, condutividade iônica molar limite, entre outros fatores.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente enunciar a equação de Nernst que liga o coeficiente de difusão iônica com a temperatura, a condutividade iônica molar limite e outros fatores. Então, vamos precisar entender um pouco sobre difusão iônica, condutividade e como esses conceitos se conectam na equação de Nernst.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a equação de Nernst. Na verdade, para relacionar difusão iônica e condutividade, a gente usa a Equação de Nernst-Einstein. Essa equação mostra como o coeficiente de difusão iônica (D) está ligado à condutividade molar limitada (Λ), à temperatura (T) e à carga dos íons (z).
Passo 3
Vamos definir os termos que aparecem na equação:
- D: Coeficiente de difusão iônica. Ele indica quão rápido os íons se movem no meio.
- T: Temperatura absoluta, medida em Kelvin.
- R: Constante dos gases ideais, que vale aproximadamente 8,314 J/(mol·K).
- z: Carga do íon. Pode ser positiva ou negativa, dependendo do íon.
- F: Constante de Faraday, que é aproximadamente 96485 C/mol.
- Λ: Condutividade iônica molar limitada, que nos diz quanta corrente elétrica um mol de íons pode conduzir.
Passo 4
Agora, vamos ver como esses termos se relacionam. A Equação de Nernst-Einstein mostra que a condutividade iônica molar limitada (Λ) é proporcional ao produto do coeficiente de difusão (D), o quadrado da carga do íon (z²) e o quadrado da constante de Faraday (F²), tudo isso dividido pela constante dos gases ® vezes a temperatura (T).
Passo 5
Com tudo isso explicado, vamos escrever a equação:
Resposta
A equação de Nernst-Einstein que relaciona o coeficiente de difusão iônica com a temperatura, a condutividade iônica molar limite e outros fatores é: