Determine o coeficiente de atividade de uma solução de
molar e de outra solução de
0,0020 molar. Porque são diferentes ou iguais.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para determinarmos o coeficiente de atividade de duas soluções: uma de NaCl 0,0020 M e outra de Na₂SO₄ 0,0020 M. Além disso, precisamos explicar por que esses coeficientes são diferentes ou iguais. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química de soluções, especialmente sobre atividade iônica e força iônica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o coeficiente de atividade. Ele nos ajuda a entender como os íons em uma solução real se comportam em comparação com uma solução ideal. Basicamente, ele ajusta a concentração molar para refletir interações entre íons.
Passo 3
Para calcular o coeficiente de atividade, precisamos saber a força iônica (I) da solução. A força iônica é uma medida da concentração total de íons na solução e é calculada usando a fórmula:
onde $ m_i $ é a concentração molar do íon i e $ z_i $ é a carga do íon.
Passo 4
Vamos calcular a força iônica para cada solução.
Para NaCl 0,0020 M:
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NaCl se dissocia em Na⁺ e Cl⁻.
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Então, temos 0,0020 M de Na⁺ e 0,0020 M de Cl⁻.
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Calculando a força iônica:
Para Na₂SO₄ 0,0020 M:
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Na₂SO₄ se dissocia em 2 Na⁺ e SO₄²⁻.
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Então, temos 0,0040 M de Na⁺ e 0,0020 M de SO₄²⁻.
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Calculando a força iônica:
Passo 5
Com a força iônica calculada, podemos usar a equação de Debye-Hückel para estimar o coeficiente de atividade ($ \gamma $):
onde $ z $ é a carga do íon e $ I $ é a força iônica.
Passo 6
Vamos calcular $ \gamma $ para cada íon em ambas as soluções.
Para NaCl 0,0020 M:
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Ambos os íons têm carga ±1.
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Usando $ I = 0,0020 $:
Para Na₂SO₄ 0,0020 M:
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Na⁺ tem carga +1 e SO₄²⁻ tem carga -2.
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Usando $ I = 0,0060 $:Para Na⁺:Para SO₄²⁻:
Resposta
O coeficiente de atividade para a solução de NaCl 0,0020 M é aproximadamente 0,947, enquanto para a solução de Na₂SO₄ 0,0020 M, os coeficientes de atividade são aproximadamente 0,912 para Na⁺ e 0,695 para SO₄²⁻. Esses coeficientes são diferentes porque a força iônica das soluções difere, afetando as interações entre os íons e, consequentemente, os coeficientes de atividade.