Defina as condições para obtermos uma solução ideal. Porque soluções diluídas ideais apresentam
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Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente definir quais condições precisam estar presentes para termos uma solução ideal. Além disso, quer saber por que, nas soluções diluídas ideais, Δ<sub>mist</sub>H, Δ<sub>mist</sub>U e Δ<sub>mist</sub>V são iguais a zero. Vamos trabalhar com conceitos de Termodinâmica e Soluções Químicas para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é uma solução ideal. Uma solução ideal é aquela onde as interações entre as moléculas dos solutos e do solvente são semelhantes às interações entre as próprias moléculas dos solutos e do solvente. Isso significa que não há diferença na energia quando as moléculas se misturam.
Passo 3
Agora, para que uma solução seja considerada ideal, algumas condições precisam ser atendidas:
- Interações semelhantes: As forças de atração entre as moléculas de cada componente devem ser similares.
- Volumes aditivos: O volume total da solução é igual à soma dos volumes dos componentes puros.
- Entalpia de mistura zero (Δ<sub>mix</sub>H = 0): Não há absorção nem liberação de calor quando os componentes se misturam.
- Energia interna de mistura zero (Δ<sub>mix</sub>U = 0): A energia total dos componentes na solução é igual à soma das energias dos componentes puros.
- Volume de mistura zero (Δ<sub>mix</sub>V = 0): O volume da solução é exatamente a soma dos volumes dos componentes individuais, sem expansão ou contração.
Passo 4
Vamos detalhar por que, nas soluções diluídas ideais, Δ<sub>mist</sub>H, Δ<sub>mist</sub>U e Δ<sub>mist</sub>V são zero:
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Δ<sub>mist</sub>H = 0: Como não há mudança na entalpia, significa que a energia absorvida para quebrar as interações entre as moléculas do solvente e do soluto é igual à energia liberada ao formar novas interações. Então, não há ganho nem perda de calor na mistura.
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Δ<sub>mist</sub>U = 0: A energia interna da mistura permanece a mesma porque as interações intermoleculares antes e depois da mistura são equivalentes. Não há energia adicional sendo armazenada ou liberada no sistema.
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Δ<sub>mist</sub>V = 0: O volume total da solução é apenas a soma dos volumes dos componentes puros. Não ocorre expansão ou contração quando se mistura, o que indica que não há mudança no espaço ocupado pelas moléculas.
Resposta
Então, para termos uma solução ideal, precisamos que as interações entre as moléculas sejam semelhantes, o volume seja aditivo, e que não haja mudanças na entalpia, energia interna e volume durante a mistura. Nas soluções diluídas ideais, Δ<sub>mist</sub>H, Δ<sub>mist</sub>U e Δ<sub>mist</sub>V são iguais a zero porque não há alterações nas interações intermoleculares, na energia e no volume quando os componentes se misturam.