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:
-
( ):
-
( ):
-
( ):
Resposta
Os coeficientes de atividade são: