Por que os coeficientes de atividades dos íons em solução são diferentes de 1 ? Por que eles são menores que I em soluções diluídas?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão que você trouxe pergunta por que os coeficientes de atividade dos íons em solução são diferentes de 1 e por que eles são menores que o índice de atividade (I) em soluções diluídas. Isso está relacionado com a teoria das soluções e como os íons interagem entre si na solução. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são coeficientes de atividade, o índice de atividade e como as interações iônicas afetam esses valores.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que é o coeficiente de atividade. Em soluções, especialmente aquelas que contêm íons, os íons não se comportam exatamente como partículas isoladas. Eles interagem entre si devido às cargas elétricas. O coeficiente de atividade (
) corrige a concentração real para levar em conta essas interações. Quando
, a solução ideal, sem interações entre os íons. Mas na prática,
geralmente é diferente de 1.
Passo 3
Agora, o índice de atividade (I) ou força iônica é uma medida da concentração de íons na solução que afeta as interações entre eles. É calculado pela fórmula:
onde
é a concentração do íon
e
é a carga do íon
.
Passo 4
Em soluções diluídas, mesmo quando a concentração de íons é baixa, ainda há interações entre eles. Essas interações fazem com que os íons se afastem uns dos outros ou, às vezes, se aproximem, dependendo das cargas. Isso afeta a atividade dos íons, tornando
diferente de 1.
Passo 5
Para entender por que
é menor que I em soluções diluídas, usamos a equação de Debye-Hückel, que relaciona o coeficiente de atividade com o índice de atividade:
onde
é uma constante que depende da temperatura e do solvente. Essa equação mostra que
diminui à medida que
aumenta, mas em soluções diluídas,
ainda é pequeno, fazendo com que
seja próximo, mas menor que 1.
Passo 6
Portanto, os coeficientes de atividade são diferentes de 1 devido às interações entre íons na solução. Essas interações reduzem a atividade efetiva dos íons, fazendo com que
seja menor que 1 em soluções diluídas.
Resposta
Os coeficientes de atividade dos íons em solução são diferentes de 1 devido às interações eletrostáticas entre os íons presentes. Em soluções diluídas, essas interações fazem com que os coeficientes de atividade sejam menores que o índice de atividade (I), refletindo a redução da atividade efetiva dos íons devido às forças de atração e repulsão entre eles.
Exercícios relacionados
Descreva resumidamente as maneiras pelas quais a atividade pode ser determinada experimentalmente.
Quais são as contribuições responsáveis pela diferença entre atividade e concentração?
Sugira uma interpretação para os termos adicionais nas versões estendidas da lei limite de Debye-Hückel.
Observando a pilha
.
Quais as semi-reaçōes?
Quais as semi-reaçōes?