A solubilidade do iodeto de chumbo em água é
a
e
a
. Use esses dados para encontrar a
em ambas temperaturas e então determine os valores de
. Comente sobre a espontaneidade do processo de dissolução.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de Química, mais especificamente de Solubilidade e Termoquímica. A gente vai precisar entender como calcular o produto de solubilidade (
) a diferentes temperaturas usando a solubilidade fornecida, e depois calcular a variação da energia livre padrão (
) para analisar se o processo de dissolução é espontâneo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o produto de solubilidade (
). Ele é uma constante que indica o nível de solubilidade de um sal em água e é calculado a partir das concentrações dos íons que ele forma na solução. Para o iodeto de chumbo (
), que se dissocia da seguinte forma:
O
é dado por:
Passo 3
Agora, vamos converter a solubilidade dada em gramas por litro para molaridade (mol/L), pois precisamos das concentrações em mol/L para calcular o
. Para isso, usamos a fórmula:
A massa molar do
é:
Passo 4
Vamos calcular a concentração de
e
a partir da solubilidade. Como cada mol de
se dissocia em 1 mol de
e 2 mols de
, a concentração de
será o dobro da de
.
Primeiro, calculamos a molaridade a 0°C e a 100°C:
Para 0°C:
Para 100°C:
Passo 5
Agora, determinamos as concentrações dos íons:
Para 0°C:
Para 100°C:
Passo 6
Com as concentrações dos íons, podemos calcular o
para cada temperatura:
Para 0°C:
Para 100°C:
Passo 7
Agora, vamos calcular a variação da energia livre padrão (
) usando a equação:
Onde:
-
é a constante dos gases, -
é a temperatura em Kelvin
Primeiro, convertemos as temperaturas para Kelvin:
0°C = 273,15 K
100°C = 373,15 K
Passo 8
Calculando
para cada temperatura:
Para 0°C (273,15 K):
Para 100°C (373,15 K):
Resposta
O produto de solubilidade (
) do iodeto de chumbo é
a
e
a
. As variações de energia livre padrão (
) são aproximadamente
a
e
a
. Como
é positivo em ambas as temperaturas, o processo de dissolução não é espontâneo nas condições consideradas.