Julgue se a afirmativa é falsa ou verdadeira e caso ela seja falsa aponte e justifique o erro.
a) Interações intermoleculares podem ser negligenciadas em soluções ideais.
b) Se B é um componente em uma solução ideal,
.
c) Se B é um componente de uma solução
não pode ser maior que
.
d) Uma solução de água em etanol é uma solução ideal.
a) Interações intermoleculares podem ser negligenciadas em soluções ideais.
b) Se B é um componente em uma solução ideal,
c) Se B é um componente de uma solução
d) Uma solução de água em etanol é uma solução ideal.
Passo 1
O enunciado pede para julgar cada afirmativa sobre soluções ideais como verdadeira ou falsa e, se falsa, apontar o erro. O conteúdo envolvido é termodinâmica de soluções, em particular o conceito de solução ideal, a lei de Raoult e a expressão do potencial químico de um componente em solução.
Passo 2
Em solução ideal o potencial químico de um componente
é dado por
onde
é o potencial químico do componente puro,
é sua fração molar e
para
. Além disso, em solução ideal não há variação de entalpia de mistura (
), mas isso não significa que as interações moleculares sejam nulas, e sim que as interações A–B são iguais às A–A e B–B.
Passo 3
Análise da afirmativa (a): “Interações intermoleculares podem ser negligenciadas em soluções ideais.”
Isso é falso. Em solução ideal as interações intermoleculares existem, mas as energias de interação A–B igualam-se às de A–A e B–B, de modo que a variação líquida de energia (entalpia) ao misturar é zero. Não se “negligencia” completamente interações, apenas elas são perfeitamente compensadas.
Isso é falso. Em solução ideal as interações intermoleculares existem, mas as energias de interação A–B igualam-se às de A–A e B–B, de modo que a variação líquida de energia (entalpia) ao misturar é zero. Não se “negligencia” completamente interações, apenas elas são perfeitamente compensadas.
Passo 4
Análise das afirmativas (b) e (c):
(b) “Se B é um componente em uma solução ideal, .”
Usando e sabendo que
, vem
. Logo (b) é falsa; o erro é inverter o sinal de
.
(b) “Se B é um componente em uma solução ideal,
Usando
(c) “Se B é um componente de uma solução
não pode ser maior que
.”
Isso é verdadeiro, pois em qualquer solução (fração molar
).
Isso é verdadeiro, pois
Passo 5
Análise da afirmativa (d): “Uma solução de água em etanol é uma solução ideal.”
Isso é falso. Água e etanol apresentam fortes ligações de hidrogênio, gerando desvios negativos da lei de Raoult e . Portanto, essa solução é não ideal.
Isso é falso. Água e etanol apresentam fortes ligações de hidrogênio, gerando desvios negativos da lei de Raoult e
Resposta
a) Falsa, porque em solução ideal as interações existem mas são iguais entre pares A–A, B–B e A–B, resultando em
, não em interação nula.
b) Falsa, o erro está em ignorar que e
, logo
.
c) Verdadeira, pois em qualquer solução real ou ideal têm-se .
d) Falsa, água etanol formam ligações de hidrogênio fortes e desviam da lei de Raoult, logo não é solução ideal.
b) Falsa, o erro está em ignorar que
c) Verdadeira, pois em qualquer solução real ou ideal têm-se
d) Falsa, água