Calcule os coeficientes de atividade de cada íon numa solução contendo de e de . (Resp: 0,35 ).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular os coeficientes de atividade dos íons presentes numa solução que contém sulfato de sódio ( ) e sulfato de alumínio ( ). Para isso, vamos usar conceitos de Química de Soluções, especificamente a teoria de Debye-Hückel que nos ajuda a calcular esses coeficientes com base na força iônica da solução.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar todos os íons que estão presentes na solução e suas concentrações.
  • Sulfato de sódio ( ): Dissocia-se em 2 íons de sódio ( ) e 1 íon de sulfato ( ).
    Portanto, para cada 1 mol de , temos 2 mols de e 1 mol de .
  • Sulfato de alumínio ( ): Dissocia-se em 2 íons de alumínio ( ) e 3 íons de sulfato ( ).
    Assim, para cada 1 mol de , temos 2 mols de e 3 mols de .
Agora, calculamos as concentrações de cada íon na solução.

Passo 3

Calculando as concentrações dos íons:
  • :
  • :
  • :

Passo 4

Agora, vamos calcular a força iônica ( ) da solução. A força iônica é uma medida de como os íons interagem entre si na solução e é calculada pela fórmula:
Onde:
  • é a concentração do íon
  • é a carga do íon
Aplicando isso aos nossos íons:

Passo 5

Com a força iônica calculada, podemos usar a equação de Debye-Hückel para encontrar os coeficientes de atividade ( ) de cada íon:
Onde é uma constante que depende da temperatura e do solvente. Para água a 25°C, .
Vamos calcular :
Agora, aplicamos para cada íon:
  • ( ):
  • ( ):
çõ
  • ( ):
çõ

Resposta

Os coeficientes de atividade são:

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