Conceitue solução diluída ideal e enuncie a lei de Henry.

Passo 1

O enunciado pede dois itens teóricos em química física:
  1. Conceituar solução diluída ideal, ou seja, caracterizar o que acontece com a interação entre soluto e solvente no limite de baixa concentração.
  2. Enunciar a lei de Henry, que relaciona a pressão parcial de um soluto gasoso sobre a solução à sua fração molar dissolvida.

Passo 2

Antes de falar da solução diluída ideal, lembramos a definição de solução ideal: é aquela em que as forças intermoleculares entre espécies diferentes A\!-\!B são iguais às forças A\!-\!A e B\!-\!B. Nesse caso a entalpia de mistura é nula e o volume é aditivo, e cada componente obedece à lei de Raoult em toda a faixa de composição:
p_i = x_i\,p_i^*,
onde p_i é a pressão parcial do componente i e p_i^* sua pressão de vapor puro.

Passo 3

Em solução diluída ideal, consideramos o limite x_{\text{soluto}}\to0. Nesse regime:
  • O solvente continua obedecendo à lei de Raoult.
  • O soluto, estando em concentração muito baixa, não interage consigo mesmo e apenas interage com o solvente de modo semelhante às interações solvente–solvente.
  • O potencial químico do soluto satisfaz
\mu_2 = \mu_2^\circ + RT\ln x_2,
o que implica comportamento ideal no limite de diluição.

Passo 4

A lei de Henry descreve o equilíbrio entre um soluto gasoso e sua fase líquida em diluição, afirmando que, para concentrações pequenas, a pressão parcial do soluto sobre a solução é proporcional à sua fração molar na fase líquida:
p_2 = K_H\,x_2,
onde
p_2 é a pressão parcial do soluto na fase vapor,
x_2 é a fração molar do soluto na fase líquida,
K_H é a constante de Henry (dependente da temperatura e do sistema).

Resposta

Solução diluída ideal: é o limite em que a fração molar do soluto tende a zero e as interações soluto–solvente se igualam às solvente–solvente, de modo que o solvente obedece à lei de Raoult e o soluto atua como partícula ideal sem interação entre si.
Lei de Henry: em equilíbrio líquido–vapor para um soluto em baixas concentrações,
p_2 = K_H\,x_2,
com K_H constante de Henry.

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