Um cristal de ICN é adicionado à água líquida pura e o sistema é mantido a 25^circ C e 1atm. Em um dado momento uma solução saturada é formada e parte do ICN sólido permanece sem dissolver. (a) No início do processo, em que fase o potencial químico do ICN é maior, na fase sólida ou na água pura? (b) O que acontece com o potencial químico do ICN em cada fase quando o cristal se dissolve?

Passo 1

Vamos analisar o exercício que trata sobre a dissolução de um cristal de ICN na água a 25°C e 1 atm. O conteúdo envolve termodinâmica química, especificamente o conceito de potencial químico. Para resolver, vamos precisar entender o que é potencial químico e como ele se comporta entre diferentes fases durante a dissolução.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o potencial químico. O potencial químico, representado por , é a energia livre por partícula de uma substância em uma fase específica. Ele indica a tendência de uma substância se mover ou reagir. Em equilíbrio, o potencial químico é igual em todas as fases presentes.

Passo 3

No início do processo, temos ICN na fase sólida e água pura. Como a solução ainda não está saturada, o ICN sólido ainda pode se dissolver. Nesse estado inicial, o potencial químico do ICN na fase sólida ( ó) é maior do que o potencial químico do ICN na água pura ( çã). Isso ocorre porque a substância tende a se dissolver para igualar os potenciais químicos entre as fases.

Passo 4

Conforme o cristal de ICN começa a se dissolver, parte do sólido se transforma em íons na solução. À medida que mais ICN se dissolve, o potencial químico na fase sólida diminui ( ó baixa), enquanto o potencial químico na solução aumenta ( çã sobe). Esse processo continua até que os potenciais químicos nas duas fases se igualem, atingindo assim o equilíbrio em uma solução saturada.

Resposta

(a) No início do processo, o potencial químico do ICN é maior na fase sólida.
(b) Conforme o cristal se dissolve, o potencial químico do ICN na fase sólida diminui e o potencial químico na água aumenta, até se igualarem na solução saturada.

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