Determine o número de graus de liberdade (f) para uma solução aquosa de ácido fluorídrico (HF).

Passo 1

Beleza, o enunciado pede para a gente achar o número de graus de liberdade (f) de uma solução aquosa de HF. Isso é um exercício de regra de fases (ou regra de Gibbs), numa solução onde o HF pode até se dissociar em H⁺ e F⁻. Então, o que vamos usar é a fórmula geral da regra de fases para sistemas com reação química:
f ;=; 2 ;+; c ;-; p ;-; r
onde
• f é o número de graus de liberdade (o que queremos);
• c é o número de componentes independentes;
• p é o número de fases (aqui só temos a fase líquida);
• r é o número de reações químicas em equilíbrio (a dissociação de HF).

Passo 2

Identificando as fases:
Como estamos tratando só da solução líquida (sem separar gás ou sólido), temos p = 1.

Passo 3

Contando as reações químicas:
A única reação relevante é a dissociação do ácido fluorídrico:
HF ;<=ftharpoons; H^+ ;+; F^-
Logo, r = 1.

Passo 4

Determinando o número de componentes c:
Em solução aquosa de HF, as espécies “independentes” que participam são HF (não dissociado), H⁺ e F⁻. A água, como solvente em excesso, a gente não conta para variar a composição (ela fica de referência). Então c = 3.

Passo 5

Agora é só encaixar tudo na fórmula:
f = 2 + c - p - r = 2 + 3 - 1 - 1 = 3
Significa que, para essa solução, você tem três variáveis independentes para definir o estado de equilíbrio (por exemplo, temperatura, pressão e concentração de HF livre).

Resposta

f = 3

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