Calcular a força iônica das seguintes soluções:
0,01 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{de} \mathrm{CaCl}_{2}+0,01 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{de} \mathrm{Al}_{2}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)_{3}+0,05 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} de KCl .

Passo 1

O enunciado pede a força iônica de uma mistura de eletrólitos. O conteúdo aqui é o cálculo da força iônica, que se define por
\mu = \tfrac12 \sum_i c_i z_i^2
onde c_i é a concentração molar do íon i e z_i é sua carga.

Passo 2

Identificamos os íons, suas concentrações e cargas:
– De \mathrm{CaCl_2} 0,01 mol L^{-} ^{1}: \mathrm{Ca^{2+}}(c=0,01\,,\,z=+2) e \mathrm{Cl^-}(c=2\times0,01=0,02\,,\,z=-1).
– De \mathrm{Al_2(SO_4)_3} 0,01 mol L^{-} ^{1}: \mathrm{Al^{3+}}(c=2\times0,01=0,02\,,\,z=+3) e \mathrm{SO_4^{2-}}(c=3\times0,01=0,03\,,\,z=-2).
– De KCl 0,05 mol L^{-} ^{1}: \mathrm{K^+}(c=0,05\,,\,z=+1) e \mathrm{Cl^-}(c=0,05\,,\,z=-1).
Somando \mathrm{Cl^-}: c_{\mathrm{Cl^-}}=0,02+0,05=0,07 mol L^{-} ^{1}.

Passo 3

Aplicando
\mu = \tfrac12\bigl[ 0,01\cdot(2)^2 + 0,02\cdot(3)^2 + 0,05\cdot(1)^2 + 0,07\cdot(1)^2 + 0,03\cdot(2)^2 \bigr]
Calculamos o somatório:
0,01\cdot4 + 0,02\cdot9 + 0,05\cdot1 + 0,07\cdot1 + 0,03\cdot4 =0,04 + 0,18 + 0,05 + 0,07 + 0,12 = 0,46
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\mu = \tfrac12 \times 0,46 = 0,23\\ \mathrm{M}.

Resposta

A força iônica da solução é \mu = 0,23\\ \mathrm{M}.

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