Lista de Exercícios 6

 

Universidade Federal de São Paulo – Campus Diadema 2018 Curso:Química Industrial Físico-química II Lista de exercícios 6–Condutividade elétrica de soluções eletrolíticas 1. Deseja-se medir as condutividades de soluções diluídas de ácido acético, com -1 concentrações da ordem de 0,002 mol.L . Para as medidas, dispõe-se de três células com as -1 -1 -1 constantes (a constante C na relação κ    = C/R) 1,0 cm , 0,1 cm e 0,01 cm . Qual a mais apropriada ? Qual a solução de KCl mais conveniente para se fazer a medida rigorosa da 0 2 -1 constante da célula ? Λ m de ácido acético em água = 390 S.cm .mol . As condutividades de 0 soluções de KCl a 25  C são: -1 -1 c/mol.L κ    /S.cm 0,067 8,0 0,620 64,8 1,053 108,0 2. As resistências de diversas soluções soluções de NaCl, foram medida medidass numa célula, cuja constante constante -1 (a constante C na relação κ  =  = C/R) é de d e 0,2063 cm . Encontraram-se os seguintes valores: ) c/(mol.dm0,00050 0,0010 0,0050 0,010 0,020 0,050 3314 1669 342,1 174,1 89,08 37,14 37,1 4 R/ Ω  Verifique se a condutividade molar segue a lei de Kohlrausch e determine a condutividade molar limite. Determine o coeficiente K da expressão da lei. Com o valor de K (que depende + da natureza dos íons, mas não da identidade dos íons) e sabendo que λ(Na ) = 5,01 2 -1 2 -1 mS.m .mol   e λ(I ) = 7,68 mS.m .mol , estime: (a) a condutividade molar, (b) a -3 condutividade e (c) a resistência da célula, quando a amostra for de NaI(aq) 0,010 mol.dm  a 0 25 C. 0

-1

2

-1

3. Os valores de Λ m  (em Ω cm mol ) encontrados encontrados para para soluções soluções dos seguintes sais em 0 solução em metanol a 25 C foram: KNO3  : 114.5 ; KCl: 105.0; LiCl: 90.9. Utilizando 0 0  em metanol metanol a 25 C. apenas esses dados, calcule Λ m para LiNO3 em 0

-4

4. A condutividade de uma solução saturada de AgCl em água pura, a 20 C, é 1,26 x 10 Ω 1 -1 0 m  mais elevada que a da própria água. Calcular a solubilidade de AgCl em água a 20 C. -6

-1

-

-1

5. Sabendo que água pura possui condutividade κ  =   = 6,2 x 10 Ω m  a 298 K, calcular κ  de  de uma solução saturada com CO2 em água, a 298 K, no caso da pressão de CO2 ser 20 torr. -7 + A constante de equilíbrio de H2O(l)  + CO2(aq) →  HCO3 (aq)  + H (aq)  é 4.16 x 10 . A -3   solubilidade de CO2 em água segue a lei de Henry com k = 0,0290 mol.dm . atm 6. Explicar o comportamento das curvas de condutividade molar em função da concentração -1 (mol.L ) para o KCl e o CH3COOH, mostradas abaixo. 0 Qual dos dois eletrólitos têm maior Λ m? Explicar. Pode-se afirmar que que soluções de KCl têm sempre maior condutividade condutividade (κ   ) do que soluções de CH 3COOH , para soluções com a mesma concentração molar?

 

  7. Faça em um gráfico as curvas de κ   (condutividade) de KCl e de CH 3COOH em função de -1 c/(mol.L ) dos eletrólitos, considerando o comportamento de Λm x c para os dois eletrólitos (V. Ex. 6). 8. Valores de condutividade (κ ) de KCl e CuSO4 para várias concentrações dos sais são mostrados abaixo: KCl CuSO4 -1 c/mol.dm   κ   c/mol.dm    /S.cm   κ    //S.cm-1 0,0005 7,39 x 10   0,00666 0,00107 0,001 1,47 x 10   0,02534 0,00311 0,005 7,18 x10   0,04942 0,00506 0,01 0,00141 0,09691 0,0086 0,02 0,00277 0,2535 0,01852 0,05 0,00667 0,488 0,03103 0,1 0,0129 1,037 0,05254 1,0 0,112 a) em um mesmo gráfico, gráfico, plote κ   para os dois sais em função de c.. 1/2 b) em um mesmo gráfico plote a condutividade molar ( Λm) para os dois sais em função de c Explique o comportamento das curvas dos sais nos gráficos. 0

0

-1

2

-1

0

9. Para o Na2SO4(aq), a 25 C e 1 atm,, Λ m = 259.8 Ω cm mol  e t +  = 0,386. Encontre λ+ e + 2λ- para os íons Na e SO4 , respectivamente. respectivamente. 10. Para uma solução de NaCl(aq), qual (ou quais) das seguintes grandezas tenderá a zero quando a concentração de NaCl tender a zero? Admita que a contribuição do solvente para a condutividade foi subtraída.. (a) Λm  ; (b) κ   ; (c) λNa+  ; (d) tNa+ +

+

0

11. Estimar os raios de Li (aq) e Na (aq), sabendo que a viscosidade da água a 25 C é 0,89 cP. + + Na tabela 21.6 Atkins, V. 2 encontram-se valores de mobilidades iônicas para Li e Na  em + + água. Por que o íon Na  apresenta maior mobilidade do que o Li  em água? 2+

+

12. Apesar da carga do íon Mg ser o dobro da do Na  , as suas mobilidades iônicas têm valores muito próximos. Qual a explicação para isto?

 

Números atômicos: atômicos: Na = 11, Mg = 12 2+

13. Qual Qual a velocidade dos íons Cu  se movimentando em água, em uma pilha de Daniel, 2+ cujo campo elétrico é 1,00 V/m? Admita que o raio hidrodinâmico do Cu é de 4 angstroms e que a viscosidade da água é 0,0894 P. 14. Sabendo que a condutividade molar a diluição infinita do KCl em solução aquosa aquosa é 390,5 2 -1 + 2 -1 s.cm .mol e a condutividade iônica limite do K   é 73,5 S.cm .mol , determine o raio hidrodinâmico do íon Cl-. A viscosidade da água é 0,0894 P