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, \mu_{B}>\mu_{B}^{*}.
c) Se B é um componente de uma solução \mu_{B} não pode ser maior que \mu_{B}^{*}.
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 i é dado por
\mu_{i} \;=\;\mu_{i}^{*} + RT\ln x_{i}
onde \mu_{i}^{*} é o potencial químico do componente puro, x_{i} é sua fração molar e RT\ln x_{i}\le0 para x_{i}\le1. Além disso, em solução ideal não há variação de entalpia de mistura ( \Delta H_{\rm mix}=0), 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.

Passo 4

Análise das afirmativas (b) e (c):
(b) “Se B é um componente em uma solução ideal, \mu_{B}>\mu_{B}^{*}.”
Usando \mu_{B}=\mu_{B}^{*}+RT\ln x_{B} e sabendo que \ln x_{B}\le0, vem \mu_{B}\le\mu_{B}^{*}. Logo (b) é falsa; o erro é inverter o sinal de \ln x_{B}.
(c) “Se B é um componente de uma solução \mu_{B} não pode ser maior que \mu_{B}^{*}.”
Isso é verdadeiro, pois \ln x_{B}\le0 em qualquer solução (fração molar x_{B}\le1).

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 \Delta H_{\rm mix}\neq0. Portanto, essa solução é não ideal.

Resposta

a) Falsa, porque em solução ideal as interações existem mas são iguais entre pares A–A, B–B e A–B, resultando em \Delta H_{\rm mix}=0, não em interação nula.
b) Falsa, o erro está em ignorar que \mu_{B}=\mu_{B}^{*}+RT\ln x_{B} e \ln x_{B}\le0, logo \mu_{B}\le\mu_{B}^{*}.
c) Verdadeira, pois em qualquer solução real ou ideal têm-se \mu_{B}\le\mu_{B}^{*}.
d) Falsa, água + etanol formam ligações de hidrogênio fortes e desviam da lei de Raoult, logo não é solução ideal.

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