Utilizando o conceito de volume parcial molar, explique a diferença entre o volume de uma solução e o volume total dos componentes na sua forma pura.
Passo 1
O enunciado pede para usarmos o conceito de volume parcial molar para entender por que o volume de uma solução não coincide com a soma dos volumes molares dos componentes puros. O conteúdo aqui é Termodinâmica de Soluções, mais precisamente a definição e uso do volume parcial molar.
Passo 2
Definimos o volume parcial molar de um componente
em uma solução como
isto é, a variação do volume total
da solução quando adicionamos um mol de
, mantendo temperatura
, pressão
e as quantidades
dos outros componentes constantes.
Passo 3
Sabemos que o volume total de uma solução com
componentes é dado pela soma das contribuições molares parciais:
Cada parcela
corresponde ao volume “efetivo” que os
mols do componente
ocupam na mistura, considerando as interações com os demais.
Passo 4
Por outro lado, o volume total dos componentes em sua forma pura seria
onde
é o volume molar do componente
na forma pura, medido à mesma
e
da solução.
Passo 5
A diferença entre o volume da solução e
vem justamente do fato de que, ao misturar, as moléculas interagem (atração, repulsão, encaixe) e alteram o espaço ocupado. Em geral
, logo
Essa diferença é chamada de volume excessivo
podendo ser negativo (contração) ou positivo (expansão).
Resposta
O volume de uma solução difere da soma dos volumes puros porque, em mistura, cada componente tem um volume parcial molar
distinto do seu volume molar puro
. O volume total da solução é
, não
, e a diferença
reflete a contração ou expansão causada pelas interações moleculares.