Julgue se a afirmativa é falsa ou verdadeira e caso ela seja falsa aponte e justifique o erro.
a) O volume total de uma solução a T e p constantes é a soma dos volumes individuais de cada um dos componentes puros.
b) O volume molar de um líquido puro é igual ao volume parcial molar deste líquido em uma solução, considerando que a solução seja caracterizada como ideal.
c) O volume de uma solução não pode ser menor que o volume do solvente puro.
d) O potencial químico de um componente é uma propriedade parcial molar.

Passo 1

O enunciado apresenta quatro afirmações sobre propriedades de soluções químicas: volumes totais e molares, volumes parciais molares em solução ideal, possibilidade de contração volumétrica e natureza do potencial químico. Vamos usar os conceitos de volume parcial molar e potencial químico como derivadas parciais do volume e da energia livre de Gibbs, respectivamente.

Passo 2

Afirmação (a): “O volume total de uma solução a T e p constantes é a soma dos volumes individuais de cada um dos componentes puros.”
Em termodinâmica de soluções, o volume total V não é dado pela soma dos volumes dos componentes puros V_i^\text{puro}, e sim por
V = \sum_i n_i \bar V_i,
onde \bar V_i = \bigl(\partial V/\partial n_i\bigr)_{T,p,n_{j\neq i}} é o volume parcial molar. Em geral \bar V_i\neq V_i^\text{puro} devido a efeitos de mistura.

Passo 3

Afirmação (b): “O volume molar de um líquido puro é igual ao volume parcial molar deste líquido em uma solução, considerando que a solução seja caracterizada como ideal.”
Em solução ideal, por definição, as propriedades parciais molares coincidem com as dos componentes puros, logo
\bar V_i = V_i^\text{puro}.
Portanto a afirmação está correta.

Passo 4

Afirmação (c): “O volume de uma solução não pode ser menor que o volume do solvente puro.”
Como vimos, o volume total pode apresentar contração ou expansão ao misturar componentes. Há misturas em que ocorre contração volumétrica ( V< n_\text{solvente}V_\text{solvente}^\text{puro}), por exemplo água–etanol. Logo essa afirmação é falsa.

Passo 5

Afirmação (d): “O potencial químico de um componente é uma propriedade parcial molar.”
O potencial químico \mu_i é definido como a derivada parcial da energia livre de Gibbs em relação ao número de mols:
\mu_i = \Bigl(\frac{\partial G}{\partial n_i}\Bigr)_{T,p,n_{j\neq i}},
ou seja, é exatamente a propriedade parcial molar de G. A afirmação é verdadeira.

Resposta

a) Falsa. O volume total é \sum_i n_i\bar V_i, não a soma dos volumes dos componentes puros.
b) Verdadeira. Em solução ideal tem-se \bar V_i=V_i^\text{puro}.
c) Falsa. Misturas podem contrair, dando volume menor que o do solvente puro.
d) Verdadeira. \mu_i é a derivada parcial de G, ou seja, a propriedade parcial molar de G.

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