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
e
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.
a) O volume total de uma solução a
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
e
constantes é a soma dos volumes individuais de cada um dos componentes puros.”
Em termodinâmica de soluções, o volume total não é dado pela soma dos volumes dos componentes puros
, e sim por
Em termodinâmica de soluções, o volume total
onde
é o volume parcial molar. Em geral
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
Em solução ideal, por definição, as propriedades parciais molares coincidem com as dos componentes puros, logo
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 ( ), por exemplo água–etanol. Logo essa afirmação é falsa.
Como vimos, o volume total pode apresentar contração ou expansão ao misturar componentes. Há misturas em que ocorre contração volumétrica (
Passo 5
Afirmação (d): “O potencial químico de um componente é uma propriedade parcial molar.”
O potencial químico é definido como a derivada parcial da energia livre de Gibbs em relação ao número de mols:
O potencial químico
ou seja, é exatamente a propriedade parcial molar de
. A afirmação é verdadeira.
Resposta
a) Falsa. O volume total é
, não a soma dos volumes dos componentes puros.
b) Verdadeira. Em solução ideal tem-se .
c) Falsa. Misturas podem contrair, dando volume menor que o do solvente puro.
d) Verdadeira. é a derivada parcial de
, ou seja, a propriedade parcial molar de
.
b) Verdadeira. Em solução ideal tem-se
c) Falsa. Misturas podem contrair, dando volume menor que o do solvente puro.
d) Verdadeira.