Conceitue solução diluída ideal e enuncie a lei de Henry.
Passo 1
O enunciado pede dois itens teóricos em química física:
- Conceituar solução diluída ideal, ou seja, caracterizar o que acontece com a interação entre soluto e solvente no limite de baixa concentração.
- 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
são iguais às forças
e
. 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:
onde
é a pressão parcial do componente
e
sua pressão de vapor puro.
Passo 3
Em solução diluída ideal, consideramos o limite
. 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
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:
onde
• é a pressão parcial do soluto na fase vapor,
• é a fração molar do soluto na fase líquida,
• 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,
com
constante de Henry.