4- A solubilidade do hidróxido de cálcio
a 298 K em água é
de solução. Calcule:
a) a molalidade da solução satura da base;
R:
b) a força iônica da solução citada no item anterior, usando a molalidade como termo de concentração;
c) o coeficiente médio de atividade dos íons
e
naquela solução, utilize a lei limite de Debye-Huckel;
R:
a) a molalidade da solução satura da base;
b) a força iônica da solução citada no item anterior, usando a molalidade como termo de concentração;
c) o coeficiente médio de atividade dos íons
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a solubilidade do Ca(OH)₂ a 298 K é 0,155 g de Ca(OH)₂ para cada 100 g de solução. Precisamos:
• Conteúdo da matéria: solubilidade, molalidade, força iônica e lei limite de Debye–Hückel.
• O que vamos usar: massa molar de Ca(OH)₂, definição de molalidade, fórmula da força iônica e a expressão da lei limite de Debye–Hückel (no formato log₁₀).
• Conteúdo da matéria: solubilidade, molalidade, força iônica e lei limite de Debye–Hückel.
• O que vamos usar: massa molar de Ca(OH)₂, definição de molalidade, fórmula da força iônica e a expressão da lei limite de Debye–Hückel (no formato log₁₀).
Passo 2
Calcular a molalidade m (mol de soluto por kg de solvente).
- Massa de soluto = 0,155 g; massa da solução = 100 g ⇒ massa de água = 100 g – 0,155 g = 99,845 g = 0,099845 kg.
- Massa molar do Ca(OH)₂:
M₍Ca(OH)₂₎ = 40,08 + 2·(16,00 + 1,01) ≈ 74,10 g/mol. - Moles dissolvidos:
- Molalidade:
Passo 3
Calcular a força iônica I usando m como concentração:
• No equilíbrio Ca(OH)₂ ⇆ Ca²⁺ + 2 OH⁻, temos
m₍Ca²⁺₎ = m = 0,0209 mol/kg
m₍OH⁻₎ = 2·m = 0,0418 mol/kg
• Fórmula da força iônica:
• No equilíbrio Ca(OH)₂ ⇆ Ca²⁺ + 2 OH⁻, temos
m₍Ca²⁺₎ = m = 0,0209 mol/kg
m₍OH⁻₎ = 2·m = 0,0418 mol/kg
• Fórmula da força iônica:
Passo 4
Agora a lei limite de Debye–Hückel (forma simplificada, base 10):
- Calcular
. - Para Ca²⁺ (
): - Para OH⁻ (
):
Resposta
a) Molalidade: 0,0209 mol/kg
b) Força iônica: 0,0627
c) Coeficientes de atividade (lei limite DH):
γ₍Ca²⁺₎ ≈ 0,31
γ₍OH⁻₎ ≈ 0,75
b) Força iônica: 0,0627
c) Coeficientes de atividade (lei limite DH):
γ₍Ca²⁺₎ ≈ 0,31
γ₍OH⁻₎ ≈ 0,75