Físico-Química ⇒ Condução elétrica em soluções

[FISMAQUIM]

FMJ 2016 - Considere o esquema de um sistema utilizado para demonstrar a condutividade elétrica de soluções e a tabela que apresenta três soluções aquosas, de mesma concentração, testadas nesse sistema.

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O circuito elétrico desse sistema se fecha quando os eletrodos são imersos numa solução contendo íons livres, um material condutor. A lâmpada brilha com intensidade proporcional à passagem de corrente elétrica e à concentração de íons livres na solução.

a) A lâmpada apresentou menor intensidade luminosa quando qual solução foi testada? Justifique sua resposta.
b) O equilíbrio químico envolvido na ionização do composto presente na solução de número 2 pode ser representado pela equação:
[tex3]CH_{3}COOH_{(aq)} = H^{+} _{(aq)} + CH_{3}COO^{-}_{(aq)}[/tex3]

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[tex3]CH_{3}COOH_{(aq)} = H^{+} _{(aq)} + CH_{3}COO^{-}_{(aq)}[/tex3]

Considerando que uma amostra desse ácido foi diluída com água até se obter uma solução com concentração de íons [tex3]H^{+}[/tex3]

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[tex3]H^{+}[/tex3]

igual a [tex3]10^{-4}[/tex3]

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[tex3]10^{-4}[/tex3]

mol [tex3]\cdot[/tex3]

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[tex3]\cdot[/tex3]

[tex3]L^{-1}[/tex3]

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[tex3]L^{-1}[/tex3]

a 25 ºC, determine o valor da concentração, em mol [tex3]\cdot[/tex3]

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[tex3]\cdot[/tex3]

[tex3]L^{-1}[/tex3]

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[tex3]L^{-1}[/tex3]

, do ânion e do ácido nessa solução. Apresente os cálculos efetuados.

[VALDECIRTOZZI]

a) Como dito no enunciado da questão, a condutividade elétrica é proporcional à concentração de íons livres (já que a concentração inicial de cada ácido é a mesma). Como a constante de ionização do ácido 1 é maior, ele se ioniza em maior extensão, liberando uma quantidade maior de cátions

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[tex3]H^+[/tex3]

e ânions

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[tex3]C \ell O_2^-[/tex3]

.

b) Se a concentração final de íons

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[tex3]H^+[/tex3]

é

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[tex3]10^{-4}\ mol/\ell[/tex3]

, esta também será a concentração do ânion

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[tex3]CH_3COO^-[/tex3]

, ja que cada mol de ácido libera., em solução aquosa 1 mol de cátion e de ânion.
Pela expressão da constante de equilíbrio:

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[tex3]k_a=\frac{\left[H^+\right]\cdot \left[CH_3COO^-\right]}{\left[CH_3COOH\right]}[/tex3]

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[tex3]1,8 \times 10^{-5}=\frac{10^{-4} \cdot 10^{-4}}{\left[CH_3COOH\right]}[/tex3]

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[tex3]\left[CH_3COOH\right]=\frac{10^{-8}}{1,8 \times 10^{-5}}=5,55 \times 10^ {-4} \ mol/\ell[/tex3]

Espero ter ajudado!