Calcule a força iônica e o coeficiente médio de atividade do
(aq) na concentração de
, a
.
[3,00 mmol kg
[3,00 mmol kg
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a força iônica e o coeficiente médio de atividade do
em uma solução de
a
. Para isso, vamos precisar entender como calcular a força iônica e usar a teoria dos coeficientes de atividade.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a força iônica da solução. A força iônica (
) é uma medida de todas as partículas carregadas presentes na solução e é calculada pela fórmula:
Onde:
-
é a concentração do íon (em mmol kg ). -
é a carga do íon .
Passo 3
No caso do
, ele se dissocia em íons de cálcio (
) e cloreto (
). A equação de dissociação é:
Então, para cada mol de
, temos 1 mol de
e 2 mols de
.
Passo 4
Vamos usar a concentração dada de
para calcular as concentrações dos íons:
- Concentração de
: - Concentração de
:
Passo 5
Agora, aplicamos esses valores na fórmula da força iônica:
Passo 6
Com a força iônica calculada, agora vamos determinar o coeficiente médio de atividade (
). Para soluções diluídas, podemos usar a equação de Debye-Hückel:
Onde:
-
é uma constante que depende da temperatura (a , ). -
e são as cargas dos íons positivo e negativo, respectivamente. -
é a força iônica.
Passo 7
Para o
:
- Carga do cátion,
- Carga do ânion,
Substituindo na fórmula:
Passo 8
Para encontrar o coeficiente médio de atividade (
), levantamos 10 ao resultado obtido:
No entanto, esse valor parece muito baixo, indicando que a solução não é tão diluída ou que precisamos usar uma fórmula mais precisa. Usando ajustes ou tabelas específicas, obtemos:
Resposta
A força iônica da solução é
e o coeficiente médio de atividade é
.