Qual dos seguintes óxidos é esperado ter alta solubilidade sólida no Al2 O3 ? Justifique sua
Resposta. Dados: r Al^3+=0,51 A^circ ; rY^3+=0,89 A^circ ; r Cr^3+=0,63 A^circ ; r rF^3+=0,64 A^circ
a) Y2 O3
b) Cr2 O3
c) Fe2 O3

Passo 1

Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos que descobrir qual dos óxidos listados ( Y2 O3, Cr2 O3, Fe2 O3) tem maior solubilidade sólida no Al2 O3. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre solubilidade sólida em óxidos e como os tamanhos dos íons influenciam essa solubilidade.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre solubilidade sólida. Solubilidade sólida ocorre quando um sólido (um óxido, por exemplo) se dissolve em outro sólido formando uma solução sólida. A capacidade de um óxido se dissolver em outro depende, entre outras coisas, do tamanho dos íons envolvidos.

Passo 3

Agora, vamos olhar para os dados fornecidos: temos os raios dos íons Al^3+, Y^3+, Cr^3+ e Fe^3+. Esses raios são importantes porque, quanto mais semelhantes forem os tamanhos dos íons, maior a chance de os óxidos se dissolverem uns nos outros.

Passo 4

Vamos comparar os raios dos íons:
  • Al^3+ tem um raio de 0,51 Å
  • Y^3+ tem um raio de 0,89 Å
  • Cr^3+ tem um raio de 0,63 Å
  • Fe^3+ tem um raio de 0,64 Å
Estamos procurando o óxido cujo íon metálico tem um tamanho mais próximo ao do Al^3+.

Passo 5

Observando os raios, vemos que Cr^3+ (0,63 Å) e Fe^3+ (0,64 Å) são mais próximos do Al^3+ (0,51 Å) do que Y^3+ (0,89 Å). Entre Cr^3+ e Fe^3+, a diferença de raio com Al^3+ é menor para Cr^3+ (0,63 Å - 0,51 Å = 0,12 Å) do que para Fe^3+ (0,64 Å - 0,51 Å = 0,13 Å), tornando Cr2 O3 mais compatível.

Resposta

A alternativa b) Cr2 O3 é esperada ter alta solubilidade sólida no Al2 O3 devido à similaridade nos raios iônicos dos seus íons metálicos.

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