A condutividade molar de um íon depende de:
a) Mobilidade iônica
b) Carga do íon
c) Concentração da solução
d) Todas as alternativas acima
a) Mobilidade iônica
b) Carga do íon
c) Concentração da solução
d) Todas as alternativas acima
Passo 1
O enunciado pergunta: “A condutividade molar de um íon depende de:” e apresenta as alternativas:
a) Mobilidade iônica
b) Carga do íon
c) Concentração da solução
d) Todas as alternativas acima
a) Mobilidade iônica
b) Carga do íon
c) Concentração da solução
d) Todas as alternativas acima
Informações relevantes que o enunciado dá:
- Quer saber de quais fatores depende a “condutividade molar de um íon”.
- As três opções listadas são mobilidade, carga e concentração.
Passo 2
Vamos primeiro entender o que é “condutividade molar” e como ela se relaciona com grandezas básicas. A condutividade elétrica da solução (condutividade específica) é indicada por
e tem unidade S·m^{-1}. A condutividade molar do eletrólito (às vezes chamada de condutância molar) é dada por
onde:
-
é a condutividade molar (unidade típica S·m2·mol{-1}), -
é a condutividade específica da solução (S·m^{-1}), -
é a concentração molar da solução (mol·m^{-3}).
Explicando em palavras:
é a condutividade por mol de soluto — ou seja, quanto cada mol contribui para a condutividade total.
Passo 3
Agora, focando num único íon (íon
), existe a condutividade molar iônica, que pode ser relacionada à mobilidade e à carga do íon pela expressão (em diluição infinita)
onde:
-
é a condutividade molar do íon (S·m2·mol{-1}), -
é o número de cargas do íon (por exemplo, , ), isto é, a valência algébrica (sem unidade), -
é a constante de Faraday ( ), -
é a mobilidade iônica do íon (m2·V{-1}·s^{-1}), que mede a velocidade do íon por unidade de campo elétrico.
Interpretação: quanto maior a mobilidade
(o íon se move com mais facilidade) e quanto maior a magnitude da carga
, maior será a condutividade atribuível a esse íon. Então as alternativas (a) e (b) entram diretamente nessa fórmula.
Passo 4
E a concentração? Pela fórmula
parece que
depende de
explicitamente. Mas há um detalhe importante: a expressão
é a condutividade molar iônica em diluição infinita (ou limite quando
), onde os íons não interagem entre si.
Na prática, para concentrações finitas, a condutividade molar varia com a concentração por causa de interações íon-íon e efeito de atmosfera iônica e viscosidade. Para eletrólitos fortes costuma-se usar a lei de Kohlrausch:
onde:
-
é a condutividade molar no limite de diluição ( ), -
é uma constante experimental (depende do eletrólito e do solvente), -
é a concentração molar.
Isso mostra explicitamente que, em condições reais, a condutividade molar diminui com o aumento da raiz da concentração para muitos eletrólitos, ou seja, a concentração afeta a
.
Além disso, a própria condutividade específica
depende de
porque
é somatório das contribuições dos íons presentes, e a quantidade de íons por litro muda com
.
Passo 5
Resumo didático e intuitivo:
- Mobilidade iônica (
) afeta diretamente quanto cada íon contribui para conduzir corrente — logo influencia a condutividade molar. (opção a: sim) - A carga do íon (
) também entra multiplicando a mobilidade na contribuição do íon — logo influencia a condutividade molar. (opção b: sim) - A concentração (
) da solução altera tanto quanto a própria em condições reais (efeitos de interação), e a relação mostra dependência explícita de . (opção c: sim)
Portanto, todos os três fatores influenciam a condutividade molar observada de um íon/eletrólito em condições práticas.
Resposta
(d) Todas as alternativas acima