1. Calcular a força iônica de \mathrm{CaCl}_{2} 0,1 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}, \mathrm{AlCl}_{3} 0,1 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} e \mathrm{NaCl} 0,1 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}.

Passo 1

O enunciado pede para calcular a força iônica de soluções 0,1\\ \mathrm{mol/L} de \mathrm{CaCl}_2, \mathrm{AlCl}_3 e \mathrm{NaCl}. O conteúdo que vamos usar é a definição de força iônica, que leva em conta as concentrações molares de cada íon e o quadrado de suas cargas.

Passo 2

A força iônica \displaystyle I de uma solução é dada por
I = \tfrac12 \sum_i c_i z_i^2
onde c_i é a concentração molar do íon i e z_i é a carga absoluta desse íon.

Passo 3

Para \mathrm{CaCl}_2:
  • Íon \mathrm{Ca}^{2+}: c_{\mathrm{Ca}^{2+}} = 0,1, z_{\mathrm{Ca}^{2+}} = 2.
  • Íon \mathrm{Cl}^-: c_{\mathrm{Cl}^-} = 2\times0,1 = 0,2, z_{\mathrm{Cl}^-} = 1.
    Logo
I = \tfrac12\bigl(0,1\cdot2^2 + 0,2\cdot1^2\bigr) =\tfrac12(0,4 + 0,2) =\tfrac12\cdot0,6 =0,30\\ \mathrm{mol/L}.

Passo 4

Para \mathrm{AlCl}_3:
  • Íon \mathrm{Al}^{3+}: c_{\mathrm{Al}^{3+}} = 0,1, z_{\mathrm{Al}^{3+}} = 3.
  • Íon \mathrm{Cl}^-: c_{\mathrm{Cl}^-} = 3\times0,1 = 0,3, z_{\mathrm{Cl}^-} = 1.
    Logo
I = \tfrac12\bigl(0,1\cdot3^2 + 0,3\cdot1^2\bigr) =\tfrac12(0,9 + 0,3) =\tfrac12\cdot1,2 =0,60\\ \mathrm{mol/L}.

Passo 5

Para \mathrm{NaCl}:
  • Íon \mathrm{Na}^+: c_{\mathrm{Na}^+} = 0,1, z_{\mathrm{Na}^+} = 1.
  • Íon \mathrm{Cl}^-: c_{\mathrm{Cl}^-} = 0,1, z_{\mathrm{Cl}^-} = 1.
    Logo
I = \tfrac12\bigl(0,1\cdot1^2 + 0,1\cdot1^2\bigr) =\tfrac12(0,1 + 0,1) =\tfrac12\cdot0,2 =0,10\\ \mathrm{mol/L}.

Resposta

Força iônica de \mathrm{CaCl}_2\\ (0,1\\ \mathrm{mol/L}) = 0,30\\ \mathrm{mol/L}.
Força iônica de \mathrm{AlCl}_3\\ (0,1\\ \mathrm{mol/L}) = 0,60\\ \mathrm{mol/L}.
Força iônica de \mathrm{NaCl}\\ (0,1\\ \mathrm{mol/L}) = 0,10\\ \mathrm{mol/L}.

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