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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 5.1 - Ex. 74

74. (a) Calcule a razão das energias potenciais de interação íon-íon de Li+ e de k+ com o mesmo ânion. (b) Repita o cálculo para a razão das energias potenciais da interação íon-dipolo dos íons Li+ e K+ com uma molécula de água. (c) O que esses números sugerem sobre a importância relativa da hidratação dos sais de lítio em comparação com a dos sais de potássio?

Passo 1

Letra (a)

A expressão da energia potencial entre duas cargas é dada por:

E p = Q 1 Q 2 4 π ε 0 r

Sendo assim, para o lítio com um ânion qualquer B- temos:

E p , L i + = + 1 - 1 4 π ε 0 r L i + = - 1 4 π ε 0 r L i +

Para o potássio com um ânion qualquer B- temos:

E p , K + = + 1 - 1 4 π ε 0 r k + = - 1 4 π ε 0 r k +

Razão:

R E P = - 1 4 π ε 0 r L i + - 1 4 π ε 0 r k + = r k + r L i +

Passo 2

Letra (b)

Neste caso, a energia potencial é dada por:

E p = - z μ r 2

E p L i + , H 2 O = - 1 μ r L i + 2

E p K + H 2 O = - 1 μ r k + 2

R E P = - 1 μ r L i + 2 - 1 μ r k + 2 = r k + 2 r L i + 2 = r k + r L i + 2

Passo 3

Letra (c)

Por ser um cátion pequeno atraem as moléculas polares de H2O mais fortemente do que os cátions maiores e, como resultado, os cátions pequenos são hidratados mais extensamente.

Resposta

  1. r k + r L i +
  2. r k + r L i + 2
  3. Explicação em texto
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Coloque os seguintes tipos de interações moleculares e de íons em ordem crescente de magnitude: íon-dipolo;dipolo induzido por dipolo; dipolo-dipolo na fase gasosa; íon-íon; dipolo-dipolo na fase sóli
Qual das seguintes moléculas provavelmente formará ligações de hidrogênio: P H 3 ; H B r ; C 2 H 4 ; H N O 2 .
Identifique o arranjo (I, II ou III; todas as moléculas são N H 3 ) que devem possuir as atrações intermoleculares mais fortes e justifique sua seleção.
Identifique o arranjo (I, II ou III; todas as moléculas são C H 2 C l 2 ) que devem possuir as atrações intermoleculares mais fortes e justifique sua seleção.
Calcule a relação entre as energias potenciais das interação de uma molécula de água com um íon A l 3 + e com um íon B e 2 + . Tome o centro do dipolo como estando em r i o n + 100 p m . Qual dos dois