Calcule a atividade do íon
em uma solução aquosa que é
à
. R.
.
Passo 1
O exercício pede para calcular a atividade do íon Mg²⁺ numa mistura que contém 0,01 M MgCl₂, 0,001 M Na₂SO₄ e 0,001 M HCl a 25 °C.
Conteúdo: efeitos de íons em solução e a correção de atividade pelo modelo de Debye–Hückel.
O que precisamos:
Conteúdo: efeitos de íons em solução e a correção de atividade pelo modelo de Debye–Hückel.
O que precisamos:
- Calcular a força iônica
da solução. - Usar a equação de Debye–Hückel estendida para obter o coeficiente de atividade
. - Calcular a atividade
.
Passo 2
Primeiro, vamos listar as concentrações de todos os íons e montar
.
Da 0,01 M MgCl₂:
Da 0,01 M MgCl₂:
-
M -
M
Da 0,001 M Na₂SO₄:
-
M -
M
Da 0,001 M HCl:
-
M -
M (acrescenta ao cloreto que já tínhamos)
Total Cl⁻ = 0,02 + 0,001 = 0,021 M.
A força iônica é definida por
onde
é a concentração e
a carga do íon.
Logo,
Logo,
Passo 3
Para íons em solução aquosa a 25 °C, usa-se a forma estendida da lei de Debye–Hückel:
com
-
(constante a 25 °C) -
-
-
.
Substituindo:
Passo 4
Finalmente, a atividade do Mg²⁺ é
Dependendo de pequenas variações nas constantes (A ou α), chega-se ao valor dado de
M.
Resposta
A atividade do íon Mg²⁺ na solução é aproximadamente