Calcule a força iônica de uma solução 0,15 mol kg^-1 de KCl (aq) e 0,30 mol kg^-1 de CuSO4(aq).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício que pede para calcular a força iônica de uma solução que tem KCl e CuSO₄. A força iônica é uma medida de quão concentrados estão os íons na solução, e para calcular isso, a gente vai precisar usar a fórmula da força iônica. Vamos seguir passo a passo para entender tudo direitinho!

Passo 2

Primeiro, vamos identificar quais íons estão presentes na solução. Temos KCl e CuSO₄ dissolvidos em água. Quando esses compostos se dissolvem, eles se separam nos seus íons constituintes:
  • KCl se separa em K⁺ e Cl⁻.
  • CuSO₄ se separa em Cu²⁺ e SO₄²⁻.

Passo 3

Agora, vamos anotar as concentrações de cada íon na solução. A concentração é dada em mol/kg de solvente (molalidade):
  • Para KCl: 0,15 mol/kg
    • K⁺: 0,15 mol/kg
    • Cl⁻: 0,15 mol/kg
  • Para CuSO₄: 0,30 mol/kg
    • Cu²⁺: 0,30 mol/kg
    • SO₄²⁻: 0,30 mol/kg

Passo 4

A força iônica (I) é calculada usando a fórmula:
I = 12 sumi ci zi^2
Onde:
  • é a concentração do íon i.
  • é a carga do íon i.
Vamos calcular cada termo dessa soma.

Passo 5

Vamos calcular para cada íon:
  • K⁺:
    ci = 0,15 , mol/kg
    zi = +1
    ci zi^2 = 0,15 times (1)^2 = 0,15
  • Cl⁻:
    ci = 0,15 , mol/kg
    zi = -1
    ci zi^2 = 0,15 times (-1)^2 = 0,15
  • Cu²⁺:
    ci = 0,30 , mol/kg
    zi = +2
    ci zi^2 = 0,30 times (2)^2 = 0,30 times 4 = 1,20
  • SO₄²⁻:
    ci = 0,30 , mol/kg
    zi = -2
    ci zi^2 = 0,30 times (-2)^2 = 0,30 times 4 = 1,20

Passo 6

Agora, somamos todos os valores calculados e multiplicamos por 1/2:
I = 12 (0,15 + 0,15 + 1,20 + 1,20)
I = 12 (2,70)
I = 1,35

Resposta

A força iônica da solução é de 1,35 mol/kg.

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