Aula 02
Aula 02
Aula 02
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
CQ 049<br />
Físico-Química IV<br />
Eletroquímica<br />
Atividade – Lei limite de Debye Hückel<br />
Condutividade de eletrólitos fortes<br />
cÜÉy t A exz|Çt `tÜ|t dâx|ÜÉé wx `xÄÄÉ<br />
http://www.quimica.ufpr.br/rmqm
(a)<br />
Atividade (a) dos íons<br />
Definição: Medida da interação entre os íons ou<br />
Medida da concentração efetiva de íons numa mistura<br />
O potencial químico de um componente de uma solução qualquer é:<br />
µ<br />
i<br />
= µ<br />
o<br />
i<br />
+ RT ln a<br />
i<br />
onde a i é a atividade do componente e µ io é o potencial<br />
químico do componente no estado padrão caracterizado<br />
por um valor unitário da atividade.<br />
Numa solução diluída, o soluto segue a lei de Henry e a atividade pode ser<br />
substituída por uma variável de concentração, sendo a mais adequada a<br />
concentração em mol.kg -1 (b) por ser independente da temperatura.<br />
Assim, para o soluto temos:<br />
µ<br />
i<br />
= µ<br />
o<br />
i<br />
+<br />
RT ln( b<br />
i<br />
/ b<br />
o<br />
)<br />
o<br />
Então: a ∝ ( b i<br />
/ b )<br />
a<br />
i<br />
= γ ( b<br />
i<br />
/<br />
b<br />
o<br />
)<br />
γ<br />
= coeficiente de atividade (fator empírico)<br />
estado padrão: b o = 1 mol.kg -1 2/32
Portanto, temos que o coeficiente de atividade (γ) mede o desvio em<br />
relação ao comportamento que o soluto teria se cumprisse a lei de<br />
Henry na concentração considerada.<br />
Numa dada temperatura, o coeficiente de atividade é função da<br />
concentração, mas se aproxima da unidade quando a concentração se<br />
aproxima de zero, isto é:<br />
lim γ =<br />
b→0<br />
1<br />
lim a = ( b<br />
b→0<br />
Para uma solução de um eletrólito forte temos:<br />
/ b<br />
o<br />
)<br />
Para os cátions:<br />
Para os ânions:<br />
µ<br />
µ<br />
= RT ln a<br />
o<br />
+<br />
µ<br />
+<br />
+<br />
= RT ln a<br />
o<br />
−<br />
µ<br />
−<br />
+<br />
−<br />
+<br />
3/32
(b) Como não se pode preparar soluções separadas de cátions e<br />
ânions, é necessário trabalhar com o coeficiente de atividade<br />
médio (γ ± ), que nada mais é que a média geométrica dos<br />
coeficientes de atividade de cada íon.<br />
γ<br />
( )<br />
ν ν<br />
v −<br />
γ . γ<br />
+ −<br />
+ +<br />
= v<br />
± + −<br />
1<br />
γ<br />
=<br />
Ex.: CaCl 2<br />
Al 2 (SO 4 ) 3<br />
( )<br />
1<br />
2<br />
γ .<br />
3 Ca<br />
γ<br />
± Cl<br />
2+<br />
−<br />
(c) Pelo mesmo motivo, a atividade iônica média é:<br />
1<br />
υ+ υ−<br />
υ+<br />
+ υ−<br />
a± = ( a+<br />
. a−<br />
)<br />
γ<br />
±<br />
⎛<br />
= ⎜γ<br />
⎝<br />
1<br />
5<br />
2 3 ⎞<br />
3 + γ ⎟<br />
Al<br />
−<br />
⎠<br />
SO<br />
2<br />
4<br />
(d) E a molalidade iônica média é:<br />
1<br />
b<br />
b( υ<br />
= υ υ−<br />
± +<br />
υ υ<br />
−<br />
.<br />
)<br />
+ − υ+<br />
+<br />
4/32
(5) Calcule a molalidade iônica média, em soluções 0,0500 mol.kg -1 de<br />
Ca(NO 3 ) 2 , NaOH, MgSO 4 e AlCl 3 .<br />
Resp.: 0,0794 mol.kg -1 - 0,0500 mol.kg -1 - 0,0500 mol.kg -1 - 0,114 mol.kg -1<br />
A Lei Limite de Debye-Hückel<br />
• Explica a origem do coeficiente de atividade iônica,<br />
permitindo o seu cálculo em soluções diluídas, sem qualquer<br />
recurso a medidas experimentais.<br />
• Para isso, combinaram a lei de Poisson (da eletrostática)<br />
com a lei de distribuição de Boltzmann.<br />
5/32
Descrição qualitativa:<br />
• Os íons são esferas condutoras, eletricamente carregadas,<br />
e imersos em um solvente de constante dielétrica relativa.<br />
• Íons de carga oposta se atraem e estão em constante<br />
movimento<br />
• A solução é eletricamente neutra, mas nas vizinhanças de<br />
um íon há um excesso de contra-íons; é a atmosfera iônica.<br />
Para soluções com baixa força iônica (I ≤ 0,01) é válida a<br />
seguinte expressão da Lei Limite de Debye-Hückel (LLDH)<br />
logγ<br />
±<br />
= −<br />
z<br />
+<br />
z<br />
−<br />
A.<br />
I<br />
1/ 2<br />
onde:<br />
6/32
Para soluções aquosas e T = 25 o C; A = 0,509, então:<br />
logγ<br />
= −0,509<br />
±<br />
z<br />
+<br />
z<br />
−<br />
I<br />
1/ 2<br />
Para análise envolvendo apenas um único tipo de íon, é<br />
válida a expressão:<br />
log<br />
γ<br />
i<br />
=<br />
−0,509<br />
z<br />
2<br />
i<br />
I<br />
1/ 2<br />
O nome “Lei Limite” é porque a lei é válida apenas no<br />
limite de pequenas concentrações de íons, onde γ ± →1<br />
7/32
logγ<br />
= −<br />
±<br />
0,509<br />
z<br />
+<br />
z<br />
−<br />
I<br />
1/ 2<br />
eixo y<br />
eixo x<br />
Legenda<br />
curvas em azul = traçadas conforme LLDH<br />
curvas em vermelho = traçadas a partir de<br />
dados experimentais<br />
8/32
(b) Lei de Debye Hückel generalizada<br />
Para soluções com força<br />
iônica maior (10 -2 < I
A Lei de Debye Hückel<br />
generalizada concorda<br />
com os resultados<br />
experimentais sobre<br />
faixa mais ampla de<br />
molalidades do que a<br />
lei limite, mas falha em<br />
molalidades altas.<br />
Legenda<br />
curvas em azul = traçadas conforme<br />
LLDH<br />
curvas em vermelho = traçadas a<br />
partir de dados experimentais<br />
10/32
11/32
Exercícios<br />
(6) Calcular o coeficiente médio de atividade para as soluções:<br />
a) NaCl 0,010 mol.kg -1 b) Na 2 SO 4 0,0010 mol.kg -1 c) KCl 0,0050 mol.kg -1<br />
d) CaCl 2 0,0010 mol.kg -1 e) ácido acético 0,10 mol.kg -1 com α = 0,01331.<br />
Resp.: (0,89 – 0,88 – 0,92 – 0,88 – 0,96)<br />
(7) Calcule a força iônica de uma solução contendo KCl 0,10 mmol.kg -1 e<br />
CuSO 4 0,20 mmol.kg -1 e estime o coeficiente médio de atividade do<br />
sulfato de cobre nessa solução. Resp.: 9,0 x 10 -4 – 0,87<br />
(8) Considere a solução: CaCl 2 0,0<strong>02</strong>00 mol.kg -1 . Use a LLDH para<br />
calcular o coeficiente médio de atividade dos íons e do eletrólito. Calcule<br />
também a atividade do sal.<br />
Resp.: γ(Ca 2+ ) = 0,695 γ(Cl - ) = 0,913 γ(CaCl 2 ) = 0,834 a(CaCl 2 ) = 0,0<strong>02</strong>65<br />
12/32
(9) Estime para a solução que é 0,010 mol.kg -1 de CaCl 2 (aq) e 0,030<br />
mol.kg -1 de NaF (aq):<br />
(a) A força iônica (I) da solução<br />
(b) o coeficiente médio de atividade iônica (γ i ) para cada íon<br />
(c) a atividade (a) para cada sal.<br />
(a)<br />
I<br />
1 2<br />
2<br />
2<br />
2<br />
= (0,010 x 2 + 0,<strong>02</strong>0 x1<br />
+ 0,030 x1<br />
+ 0,030 x1<br />
2<br />
)<br />
=<br />
0,060<br />
(b)<br />
log<br />
γ<br />
Ca<br />
γ<br />
2 +<br />
Ca<br />
2 +<br />
= 0,32<br />
= − 0,509<br />
2<br />
2<br />
0,06<br />
log γ<br />
γ<br />
Cl<br />
−<br />
Cl<br />
=<br />
−<br />
γ<br />
=<br />
Na<br />
− 0,509<br />
+<br />
= γ<br />
F<br />
−<br />
1<br />
2<br />
=<br />
0,06<br />
0,75<br />
13/32
a<br />
a<br />
a<br />
2 1/ 3<br />
CaCl<br />
= ( a 2+<br />
a − )<br />
aNaF<br />
= ( a a − ) +<br />
CaCl<br />
CaCl<br />
2<br />
2<br />
2<br />
(c) a atividade (a) para cada sal.<br />
Ca<br />
= 9,0x10<br />
Cl<br />
= (0,32x0,010x0,<strong>02</strong>0<br />
−3<br />
2<br />
x0,75<br />
2<br />
)<br />
1/ 3<br />
OU<br />
a<br />
a<br />
CaCl<br />
CaCl<br />
2<br />
2<br />
Na<br />
F<br />
−2<br />
1/ 2<br />
= (0,75x0,030<br />
x0,030x0,75)<br />
= 2,2x10<br />
1/ 2<br />
γ<br />
γ<br />
b<br />
b<br />
a<br />
a<br />
CaCl<br />
CaCl<br />
CaCl<br />
CaCl<br />
2<br />
2<br />
2<br />
2<br />
CaCl<br />
CaCl<br />
2<br />
2<br />
= (0,32x0,75<br />
= 0,565<br />
= 0,010(1 x2<br />
= 0,0159<br />
= γ<br />
CaCl<br />
2<br />
b<br />
= 9,0x10<br />
CaCl<br />
−3<br />
2<br />
2<br />
2<br />
)<br />
)<br />
1/ 3<br />
1/ 3<br />
γ<br />
γ<br />
b<br />
b<br />
a<br />
a<br />
NaF<br />
NaF<br />
NaF<br />
NaFl<br />
NaF<br />
NaF<br />
2<br />
=<br />
=<br />
=<br />
(0,75 x0,75<br />
0,75<br />
0,030 (1x1)<br />
= 0,030<br />
= γ<br />
NaF<br />
b<br />
= 2,2x10<br />
NaF<br />
−2<br />
2<br />
)<br />
1 / 2<br />
1 / 2<br />
OBS.: A atividade deve estar presente em todos os cálculos envolvendo<br />
alta força iônica. Os exemplos a seguir ilustram o efeito da diminuição da<br />
solubilidade devido ao efeito do íon comum (ex.10) e do aumento da<br />
solubilidade devido à adição de sal inerte (ex.11). 14/32
(10) Calcule a solubilidade do Ba(IO 3 ) 2 em:<br />
(a) água (b) em uma solução 0,033 mol.kg -1 de Mg(IO 3 ) 2 onde<br />
γ(Ba 2+ ) = 0,38 e γ(IO 3- ) = 0,78<br />
Dados: O produto de solubilidade para o iodato de bário é 1,57 x 10 -9 .<br />
(a) Ba(IO 3 ) 2 ⇔ Ba 2+ + 2IO 3<br />
-<br />
x 2x<br />
(b) Ba(IO 3 ) 2 ⇔ Ba 2+ + 2IO 3<br />
-<br />
x 2x<br />
Mg(IO 3 ) 2 ⇔ Mg 2+ + 2IO 3<br />
-<br />
0,033 0,066<br />
Houve diminuição<br />
da solubilidade,<br />
conforme esperado<br />
Kps<br />
solução diluída, γ=1, então a = b<br />
Kps = x.(2x) 2 = 4x 3<br />
1,57x10 -9 = 4x 3<br />
x = 7,32 x 10 -4 mol.kg -1<br />
Kps<br />
=<br />
Kps = γ<br />
1,57 x10<br />
1,57 x10<br />
2<br />
= a Ba<br />
+ aIO<br />
a<br />
Ba<br />
Ba<br />
−9<br />
−9<br />
2+<br />
2+<br />
x = 1,56 x10<br />
2 −<br />
3<br />
a<br />
−6<br />
2<br />
IO<br />
( b<br />
−<br />
3<br />
Ba<br />
2+<br />
/ b<br />
o<br />
mol.<br />
kg<br />
). γ<br />
= 0,38. x.0,78<br />
= 0,38. x.0,78<br />
−1<br />
2<br />
IO<br />
2<br />
2<br />
−<br />
3<br />
( b<br />
IO<br />
−<br />
3<br />
.(2x<br />
+ 0,066)<br />
.(0,066)<br />
/ b<br />
2<br />
o<br />
)<br />
2<br />
2<br />
15/32
(11) Calcule a solubilidade do cloreto de prata em:<br />
(a) água.<br />
(b) K 2 SO 4 0,<strong>02</strong>0 mol kg -1 sabendo-se que γ(Ag + ) = γ(Cl - ) = 0,75 nesse meio.<br />
(a)<br />
AgCl ⇔ Ag + + Cl -<br />
Kps(<br />
AgCl)<br />
= a + a −<br />
Ag<br />
Cl<br />
1,62 x 10<br />
-10<br />
=<br />
x<br />
2<br />
x<br />
= 1,27x10<br />
-5<br />
mol.<br />
kg<br />
−1<br />
(b)<br />
AgCl ⇔ Ag + + Cl -<br />
K 2 SO 4 → 2K + + SO<br />
2-<br />
4<br />
Kps = a<br />
Ag<br />
+<br />
.<br />
a<br />
Cl<br />
−<br />
Houve aumento da<br />
solubilidade,<br />
conforme esperado<br />
Kps<br />
= γ<br />
Ag<br />
+<br />
( b<br />
Ag<br />
+<br />
/ b<br />
o<br />
). γ<br />
Cl<br />
−<br />
( b<br />
Cl<br />
−<br />
/ b<br />
o<br />
)<br />
1,62 x10<br />
−10<br />
=<br />
0,75. x.0,75.<br />
x<br />
x<br />
= 1,70 x10<br />
−5<br />
mol.<br />
kg<br />
−1<br />
16/32
Lei de Ohm: E = i.R<br />
Condução Metálica<br />
E = tensão em potencial (Volts = V)<br />
i = corrente (Ampère = A)<br />
R = resistência (Ohms = Ω)<br />
Nos metais, a corrente é devido inteiramente aos elétrons, que transportam<br />
carga negativa (velocidade ∝ campo elétrico).<br />
Transporte de carga em materiais<br />
Um material apresenta condutividade elétrica quando possuir partículas<br />
carregadas que podem se mover livremente através do material.<br />
⇒ Sólidos: condutores (elétrons)<br />
semicondutores (elétrons e buracos)<br />
isolantes (não há transporte)<br />
⇒Soluções eletróliticas: Soluções condutoras iônicas (cátions e ânions)<br />
17/32
Medidas de condutividade<br />
G<br />
G<br />
G<br />
18/32
símbolo Grandeza Fórmula Unidade (SI)<br />
φ campo elétrico V.m -1<br />
j<br />
densidade de<br />
corrente<br />
φ =V /l<br />
j = i /<br />
R resistência Ω<br />
R = V /<br />
A.m -2<br />
G condutância S (siemens)<br />
ρ resistividade Ω.m<br />
k condutividade S.m -1<br />
A<br />
i<br />
G =1/ R<br />
ρ = R . A/<br />
l<br />
k = l / R.<br />
A<br />
19/32
(12) Foi aplicado um potencial de 100V num fio condutor de 2m de<br />
comprimento e 0,05cm de diâmetro. Se a corrente foi de 25 A, calcule:<br />
(i) a resistência e a condutância do fio; (ii) a intensidade do campo; (iii)<br />
a densidade de corrente e (iv) a resistividade e a condutividade.<br />
( i)<br />
R = V / i<br />
( ii ) φ = V / l ( iii)<br />
j = i / A<br />
R<br />
G<br />
= 100V<br />
=<br />
1 /<br />
R<br />
/<br />
=<br />
25<br />
A<br />
=<br />
0,25 S<br />
( iv)<br />
ρ =<br />
4,0Ω<br />
R.<br />
A / l<br />
ρ = 4,0Ω.1,96<br />
x10<br />
ρ = 3,9 x10<br />
−5<br />
−3<br />
Ω..<br />
cm<br />
−1<br />
φ =<br />
φ =<br />
cm<br />
100<br />
50 V<br />
Condução Eletrolítica<br />
2<br />
Fenômeno mais complexo que a passagem de corrente através de um<br />
metal mas ela também segue a lei de Ohm.<br />
Como cátions e ânions possuem MASSA considerável, o fenômeno<br />
envolve também transporte de massa.<br />
Além disso, cátions e ânions transportam frações diferentes de<br />
corrente.<br />
V<br />
/ 200cm<br />
/<br />
. m<br />
2 m<br />
−1<br />
k<br />
k<br />
j<br />
j<br />
= 1/ ρ<br />
=<br />
= 2,5x10<br />
25 A / π (0,<strong>02</strong>5)<br />
= 1,3 x10<br />
4<br />
S.<br />
cm<br />
4<br />
−1<br />
A.<br />
cm<br />
−2<br />
2<br />
20/32
Medida da resistência elétrica da solução<br />
θ<br />
k =<br />
R<br />
k<br />
=<br />
k<br />
1<br />
R<br />
=<br />
d<br />
A efetiva<br />
θ<br />
R<br />
θ =<br />
d<br />
A efetiva<br />
constante<br />
da célula<br />
θ =<br />
d<br />
A efetiva<br />
θ = k.R<br />
2 placas de platina platinizadas<br />
21/32
Instrumentação – Ponte de Wheatstone<br />
+ -<br />
• Para medidas num condutor<br />
eletrônico, é usada corrente<br />
contínua.<br />
• Para medidas de soluções,<br />
é usada corrente alternada,<br />
para evitar a eletrólise.<br />
22/32
A constante da célula (θ) é determinada pela medida da resistência da<br />
célula quando imersa em solução de condutividade conhecida.<br />
Ex.: solução 0,<strong>02</strong>000 mol.L -1 de KCl possui condutividade de 2,768<br />
mS.cm -1 a 25 o C.<br />
(13) A condutividade do KCL a 0,1 mol.L -1 é de 1,1639 S.m -1 . Numa célula<br />
de condutividade, a resistência da solução foi de 32,0 Ω. Nessa mesma<br />
célula, uma solução de NaOH a 0,<strong>02</strong>00 mol.L -1 apresentou resistência de<br />
38,0 Ω. Calcule a condutividade desta solução. (Resp. 0,980 S.m -1 )<br />
θ =<br />
k.<br />
R<br />
= 1,1639 S.<br />
m<br />
−1<br />
.32,0Ω<br />
θ =<br />
k.<br />
R<br />
θ =<br />
37,2448m<br />
−1<br />
OU<br />
k<br />
1<br />
R<br />
1<br />
=<br />
R<br />
2<br />
k<br />
=<br />
θ<br />
=<br />
R<br />
37,2448m<br />
38,0Ω<br />
−1<br />
=<br />
0,980S.<br />
m<br />
−1<br />
1,1639 S.<br />
m<br />
k<br />
2<br />
=<br />
θ<br />
R<br />
−1<br />
.32,0Ω =<br />
= 0,980S.<br />
m<br />
−1<br />
k<br />
2<br />
.38,0Ω<br />
23/32
Condutividade molar (Λ m )<br />
Como a condutividade de uma solução depende do n o<br />
de íons presentes, usa-se a condutividade molar.<br />
Λ<br />
m =<br />
k<br />
c<br />
c = concentração<br />
Unidade: S.m -1 / (mol.m -3 ) = S.m 2 .mol -1<br />
Cuidado com a transformação:<br />
mol/L para mol/m 3<br />
(14) A condutividade molar do KCl 0,100 mol.L -1 é 129 S.cm 2 .mol -1. A<br />
resistência da solução, medida numa célula de condutividade, foi de 28,44<br />
Ω. Qual a constante da célula? Na mesma célula, contendo NaOH 0,0500<br />
mol.L -1, a resistência foi de 31,60 Ω. Calcule a condutividade molar do<br />
NaOH nessa concentração.<br />
k<br />
= Λ<br />
m<br />
. c<br />
k = 1,29 x10<br />
= 129S.<br />
cm<br />
−2<br />
S.<br />
cm<br />
−1<br />
2<br />
. mol<br />
−1<br />
.1.10<br />
−4<br />
mol.<br />
cm<br />
−3<br />
−1<br />
−2<br />
−1<br />
2 −1<br />
θ = k.<br />
R = 1,29 x10<br />
S.<br />
cm .28,44Ω<br />
Λ<br />
m<br />
= =<br />
= 232Scm<br />
. mol<br />
−5<br />
−3<br />
−1<br />
c 5x10<br />
mol.<br />
cm<br />
24/32<br />
θ = 0,367cm<br />
k<br />
NaOH<br />
0,367cm<br />
=<br />
31,60Ω<br />
k<br />
−1<br />
0,0116S.<br />
cm<br />
= 0,0116S.<br />
cm<br />
−1
OU<br />
θ = k.<br />
R = Λ<br />
θ = 129S.<br />
cm<br />
m<br />
2<br />
. c.<br />
R<br />
. mol<br />
−1<br />
.1.10<br />
−4<br />
mol.<br />
cm<br />
−3<br />
.28,44Ω<br />
Λ<br />
m<br />
( NaOH)<br />
=<br />
θ<br />
c.<br />
R<br />
=<br />
5x10<br />
−5<br />
0,367cm<br />
mol.<br />
cm<br />
−3<br />
−1<br />
.31,60Ω<br />
θ =<br />
0,367cm<br />
−1<br />
Λ<br />
m<br />
( NaOH)<br />
=<br />
232Scm<br />
2<br />
. mol<br />
−1<br />
Dependência entre Λ m e concentração<br />
Foi verificado<br />
experimentalmente<br />
que a condutividade<br />
molar varia com<br />
a concentração do<br />
eletrólito.<br />
eletrólito forte<br />
eletrólito fraco<br />
25/32
(a) Eletrólitos fortes<br />
• São totalmente ionizadas em solução.<br />
• Friedrich Kohlrausch (séc. XIX) → mostrou a validade<br />
da seguinte expressão:<br />
Λ<br />
m<br />
= Λ<br />
o<br />
m<br />
−<br />
R<br />
1/<br />
c<br />
2<br />
Lei de Kohlrausch<br />
eletrólitos fortes<br />
onde:<br />
Λ o m<br />
R =<br />
=<br />
condutividade molar a diluição infinita<br />
constante empírica que depende da estequiometria<br />
do eletrólito<br />
26/32
• Kohlrausch também demonstrou que:<br />
Λ<br />
o<br />
m<br />
= υ<br />
λ<br />
o<br />
+ +<br />
+<br />
υ<br />
−<br />
λ<br />
o<br />
−<br />
Lei da migração<br />
independente<br />
dos íons<br />
válida para eletrólitos fortes e fracos!!!<br />
onde:<br />
υ + e υ_ = atomicidade de cátions e ânions, respectivamente<br />
λ + e λ_ = condutividade iônica de cátions e ânions, respectivamente<br />
27/32
Dados de condutividade molar (S.cm 2 .mol -1 ) a 25 o C<br />
Pares de Diferença Pares de Diferença<br />
eletrólitos<br />
eletrólitos<br />
KCl 149,86 23,41 KCl 149,86 4,90<br />
NaCl 126,45 KNO 3 144,96<br />
KNO 3 144,96 23,41 NaCl 126,45 4,90<br />
NaNO 3 121,55 NaNO 3 121,55<br />
KI 150,32 23,41<br />
NaI 126,91<br />
Dados de condutividade iônica molar (S.cm 2 .mol -1 ) a 25 o C<br />
λ<br />
Cátion<br />
o Ânion<br />
o<br />
+<br />
λ −<br />
H + 349,82 OH - 198,5<br />
K + 73,52 Br - 78,4<br />
NH<br />
+<br />
4 73,40 I - 76,8<br />
Ag + 61,92 Cl - 76,34<br />
Na + 50,11 NO<br />
-<br />
3 71,44<br />
Li + 38,69 CH 3 COO - 40,9<br />
Por que?<br />
28/32
Por que o íon H 3 O + tem condutividade<br />
iônica molar tão alta?<br />
Porque o H 3 O + não precisa migrar, ele<br />
pode simplesmente transferir seu<br />
próton à molécula de água. Efeito<br />
similar ocorre com o OH - .<br />
IMPORTANTE! A lei da migração<br />
independente permite o cálculo da<br />
condutividade molar a diluição infinita<br />
de um composto a partir dos valores<br />
de condutividade molar a diluição<br />
infinita de outros compostos.<br />
Ex.: Λ mo (HAc) =<br />
Λ mo (NaAc) + Λ mo (HCl) - Λ m<br />
o<br />
(NaCl)<br />
29/32
(15) Calcule a Λ mo do cloreto de bário e do sulfato de potássio.<br />
Dados em ms.m 2 .mol -1 :<br />
λ (Ba 2+ ) = 12,72; λ (Cl - ) = 7,63; λ (K + ) = 7,35 e λ (SO 4<br />
2-<br />
) = 16,00<br />
Resp. 27,98 ms.m 2 .mol -1 e 30,70 ms.m 2 .mol -1<br />
(16) Calcule a condutividade molar limite do ácido acético e do<br />
AgCl. Expresse o resultado em mS.m 2. mol –1 .<br />
Dados em S.cm 2. mol –1 :<br />
Λ mo (HCl) = 426; Λ mo (NaAc) = 91,0; Λ mo (NaCl) = 126,5;<br />
Λ mo (AgNO 3 ) = 133,4 Λ mo (KCl) = 149,9 Λ mo (KNO 3 ) = 145,0<br />
Resp. 39,05 ms.m 2 .mol -1 e 13,83 ms.m 2 .mol -1 30/32<br />
(17) As resistências de diversas soluções aquosas de NaCl,<br />
preparadas por diluições sucessivas de uma amostra inicial,<br />
foram medidas numa célula com constante de célula de<br />
0,2063 cm -1 . Os seguintes valores foram obtidos:
C x 10 4 / mol.L -1 5,0 10,0 50,0 100 200 500<br />
R / Ω 3314 1669 342,1 174,1 89,08 37,14<br />
Responda os itens a) e b) usando unidades do SI.<br />
a)Verifique se os dados estão de acordo com a Lei de Kohlrausch e<br />
determine a condutividade molar limite.<br />
b) Para uma solução de NaI 0,010 mol.L -1 , considere o valor do coeficiente<br />
angular obtido no item anterior e calcule a condutividade molar, a<br />
condutividade e a resistência da célula. Dados/ mS.m 2. mol -1 :<br />
λ (Na + ) = 5,01 e λ (I - ) = 7,68<br />
(a)<br />
c/mol.m -3 R/Ω k/S.m -1 Λ m<br />
/S.m 2 .mol -1 c 1/2 /(mol.m -3 ) 1/2<br />
0,5 3314 0,006225 0,01245 0,70711<br />
1 1669 0,01236 0,01236 1,00000<br />
5 342,1 0,06030 0,01206 2,23607<br />
10 174,1 0,1185 0,01185 3,16228<br />
20 89,08 0,2316 0,01158 4,47214<br />
50 37,14 0,5555 0,01111 7,07107<br />
31/32
Λm /S.m 2 .mol -1<br />
0,0124<br />
0,0120<br />
0,0116<br />
0,0112<br />
r = 0,99279<br />
Intercepto = 0,01256<br />
inclinação = -2,10452x10 -4<br />
c 1/2 /(mol.m -3 ) 1/2<br />
0 2 4 6 8<br />
(a) Obedece a lei pq o coeficiente<br />
de correlação foi próximo a 1.<br />
Λ mo = 12,56 mS.m 2 .mol -1<br />
( b)<br />
Λ<br />
c<br />
k<br />
1/ 2<br />
= Λ<br />
o<br />
m<br />
= 3,162<br />
m<br />
. c<br />
R = θ / k =<br />
( NaI)<br />
= 1x5,01<br />
+ 1x7,68<br />
= 12,69mS.<br />
m<br />
Λ<br />
m<br />
= 120,3mS.<br />
m<br />
20,63m<br />
−1<br />
= 12,69x10<br />
−1<br />
/120,3x10<br />
-3<br />
−3<br />
- 2,10x10<br />
S.<br />
m<br />
−1<br />
-4<br />
2<br />
. mol<br />
= 171,5 Ω<br />
−1<br />
2<br />
x3,162 = 12,03mS.m .mol<br />
-1<br />
32/32