O que acontece com o potencial químico de um solvente puto quando um soluto é adicionado? Por que?
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a pergunta está nos pedindo. Queremos saber o que acontece com o potencial químico de um solvente puro quando adicionamos um soluto. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de potencial químico, soluções e como a adição de um soluto afeta o solvente.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o potencial químico. Ele é uma medida da energia que uma substância possui para realizar reações químicas ou mudanças de estado. Em soluções, o potencial químico do solvente puro é a energia por mol que o solvente possui antes de qualquer soluto ser adicionado.
Passo 3
Quando adicionamos um soluto a um solvente, estamos formando uma solução. De acordo com a Lei de Raoult, a presença de um soluto não volátil reduz o potencial químico do solvente. Isso acontece porque as moléculas do soluto ocupam parte do espaço, diminuindo a liberdade das moléculas de solvente de se moverem.
Passo 4
Para entender matematicamente, usamos a fórmula da Lei de Raoult:
Aqui,
é o potencial químico do solvente na solução,
é o potencial químico do solvente puro,
é a constante dos gases,
é a temperatura, e
é a fração molar do solvente na solução.
Passo 5
Como adicionamos um soluto, a fração molar do solvente
diminui (já que agora parte das partículas são do soluto). Como o logaritmo de um número menor que 1 é negativo, isso faz com que
seja menor que
.
Passo 6
Portanto, a adição de um soluto provoca uma redução no potencial químico do solvente. Isso significa que o solvente na solução tem menor energia química comparado ao solvente puro.
Resposta
Quando um soluto é adicionado a um solvente puro, o potencial químico do solvente diminui. Isso ocorre porque a presença do soluto reduz a fração molar do solvente, diminuindo sua energia química na solução.