22.14.11: Capítulo 11

1.

Uma solução pode variar em composição, enquanto um composto não pode variar em composição. As soluções são homogêneas no nível molecular, enquanto outras misturas são heterogêneas.

3.

(a) O processo é endotérmico, pois a solução está consumindo calor. (b) Atração entre o K ⁺ e$\text{N}{\text{O}}_3{}^{\text{−}}$os íons são mais fortes do que entre os íons e as moléculas de água (as interações íon-íon têm uma energia menor e mais negativa). Portanto, o processo de dissolução aumenta a energia das interações moleculares e consome a energia térmica da solução para compensar a diferença. (c) Não, uma solução ideal é formada sem liberação ou consumo de calor apreciável.

5.

(a) forças de dipolo de íons; (b) forças dipolo-dipolo; (c) forças de dispersão; (d) forças de dispersão; (e) ligação de hidrogênio

7.

O calor é liberado quando as forças intermoleculares totais (IMFs) entre as moléculas de soluto e solvente são mais fortes do que as FMI totais no soluto puro e no solvente puro: quebrar IMFs mais fracos e formar FMI mais fortes libera calor. O calor é absorvido quando o total de IMFs na solução é mais fraco do que o total daqueles no soluto puro e no solvente puro: quebrar IMFs mais fortes e formar IMFs mais fracos absorve o calor.

9.

Cristais de NaCl se dissolvem em água, um líquido polar com um momento de dipolo muito grande, e os íons individuais ficam fortemente solvatados. O hexano é um líquido não polar com um momento de dipolo zero e, portanto, não interage significativamente com os íons dos cristais de NaCl.

11.

(a) Fe (NO ₃) ₃ é um eletrólito forte, portanto, deve se dissociar completamente em Fe ³⁺ e${\text{NÃO}}_3{}^{\text{−}}$íons. Portanto, (z) representa melhor a solução. (b)$\text{Fe}{({\text{NÃO}}_3)}_3(s)⟶{\text{Fe}}^{\text{3+}}(\mathrm{uma}q)+3{\text{NÃO}}_3{}^{\text{−}}(\mathrm{uma}q)$

13.

(a) alta condutividade (o soluto é um composto iônico que se dissociará quando dissolvido); (b) alta condutividade (o soluto é um ácido forte e se ioniza completamente quando dissolvido); (c) não condutivo (o soluto é um composto covalente, nem ácido nem base, não reativo à água); (d) baixa condutividade (o soluto é um base fraca e ionizará parcialmente quando dissolvida)

15.

(a) dipolo de íons; (b) ligações de hidrogênio; (c) forças de dispersão; (d) atrações de dipolo-dipolo; (e) forças de dispersão

17.

A solubilidade dos sólidos geralmente diminui com o resfriamento de uma solução, enquanto a solubilidade dos gases geralmente diminui com o aquecimento.

19.

40%

21.

2,8 g

23.

2,9 atm

25.

102 L de HCl

27.

A força das ligações entre moléculas semelhantes é mais forte do que a força entre moléculas diferentes. Portanto, existirão algumas regiões nas quais as moléculas de água excluirão as moléculas de óleo e outras regiões nas quais as moléculas de óleo excluirão as moléculas de água, formando uma região heterogênea.

29.

Ambos formam soluções homogêneas; suas elevações do ponto de ebulição são as mesmas, assim como a redução das pressões de vapor. A pressão osmótica e a redução do ponto de congelamento também são as mesmas para ambas as soluções.

31.

(a) Encontre o número de moles de HNO ₃ e H ₂ O em 100 g da solução. Encontre as frações molares dos componentes. (b) A fração molar do HNO ₃ é 0,378. A fração molar de H ₂ O é 0,622.

33.

(uma)$X_{{\text{Na}}_2{\text{CO}}_{\text{3}}}=\mathrm{0,0119};$ $X_{{\text{H}}_2\text{O}}=\mathrm{0,988};$(b)$X_{{\text{NH}}_4{\text{NÃO}}_3}=\mathrm{0,0928};$ $X_{{\text{H}}_2\text{O}}=\mathrm{0,907};$(c)$X_{{\text{Cl}}_2}=\mathrm{0,192};$ $X_{{\text{CH}}_2{\text{CI}}_2}=\mathrm{0,808};$(d)$X_{{\text{C}}_5{\text{H}}_9\text{N}}=\mathrm{0,00426};$ $X_{{\text{CHCl}}_3}=\mathrm{0,997}$

35.

Em uma solução de 1 M, a toupeira está contida em exatamente 1 L de solução. Em uma solução de 1 m, a toupeira está contida em exatamente 1 kg de solvente.

37.

(a) Determine a massa molar do HNO ₃. Determine o número de moles de ácido na solução. A partir do número de moles e da massa do solvente, determine a molalidade. (b) 33,7 mm

39.

(a) 6,70$\times$10 ⁻¹ m; (b) 5,67 m; (c) 2,8 m; (d) 0,0358 m

41.

1,08 m

43.

(a) Determine a massa molar da sacarose; determine o número de moles de sacarose na solução; converta a massa do solvente em unidades de quilogramas; a partir do número de moles e da massa do solvente, determine a molalidade; determine a diferença entre o ponto de ebulição da água e o ponto de ebulição do solução; determine o novo ponto de ebulição. (b) 100,5 °C

45.

(a) Determine a massa molar da sacarose; determine o número de moles de sacarose na solução; converta a massa do solvente em unidades de quilogramas; a partir do número de moles e da massa do solvente, determine a molalidade; determine a diferença entre a temperatura de congelamento da água e o congelamento temperatura da solução; determine a nova temperatura de congelamento. (b) −1,8 °C

47.

(a) Determine a massa molar de Ca (NO ₃) ₂; determine o número de moles de Ca (NO ₃) ₂ na solução; determine o número de moles de íons na solução; determine a molaridade dos íons e, em seguida, a pressão osmótica. (b) 2,67 atm

49.

(a) Determine a concentração molal a partir da mudança no ponto de ebulição e K _b; determine os moles de soluto na solução a partir da concentração molal e da massa do solvente; determine a massa molar a partir do número de moles e da massa do soluto. (b) 2.1$\times$10 ^{- 2} g mol ⁻¹

51.

Não. O benzeno puro congela a 5,5 °C e, portanto, o ponto de congelamento observado desta solução é deprimido por ΔT _f = 5,5 − 0,4 = 5,1 °C. O valor calculado, assumindo que não há ionização de HCl, é ΔT _f = (1,0 m) (5,14 °C/ m) = 5,1 °C. Concordância desses valores apoia a suposição de que o HCl não é ionizado.

53.

144 g mol ⁻¹

55.

0,870 °C

57.

S ₈

59.

1,39$\times$10 ^{- 4} g mol ⁻¹

61.

54 g

63.

100,26 °C

65.

(uma)$X_{{\text{CH}}_3\text{OH}}=\mathrm{0,590};$ $X_{{\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}}=\mathrm{0,410};$(b) As pressões de vapor são: CH ₃ OH: 55 torr; C ₂ H ₅ OH: 18 torr; (c) CH ₃ OH: 0,75; C ₂ H ₅ OH: 0,25

67.

Os íons e compostos presentes na água da carne baixam o ponto de congelamento da carne abaixo de -1 °C.

69.

$\text{Δ}\text{bp}=K_{\text{b}}m=\left(\mathrm{1,20}\text{°}\text{C}\text{/}m\right)\left(\frac{\mathrm{9,41}\text{g}\times \frac{1\text{mol Hg}{\text{Cl}}_2}{271.496\text{g}}}{\mathrm{0,03275}\text{kg}}\right)=\mathrm{1,27}\text{°}\text{C}$
A mudança observada é igual à mudança teórica; portanto, nenhuma dissociação ocorre.

71.

Sistema coloidal	Fase dispersa	Meio de dispersão
dispersão de amido	amido	água
fumaça	partículas sólidas	ar
neblina	água	ar
pérola	água	carbonato de cálcio (CaCO 3)
chantilly	ar	creme
sabonete flutuante	ar	sabonete
água-viva	suco de frutas	gel de pectina
leite	gordura da manteiga	água
rubi	óxido de cromo (III) (Cr 2 O 3)	óxido de alumínio (Al 2 O 3)

73.

As dispersões coloidais consistem em partículas que são muito maiores do que os solutos das soluções típicas. As partículas coloidais são moléculas muito grandes ou agregados de espécies menores que geralmente são grandes o suficiente para dispersar a luz. Os colóides são homogêneos em uma escala macroscópica (visual), enquanto as soluções são homogêneas em uma escala microscópica (molecular).

75.

Se forem colocadas em uma célula eletrolítica, as partículas dispersas se moverão em direção ao eletrodo que carrega uma carga oposta à sua própria carga. Nesse eletrodo, as partículas carregadas serão neutralizadas e coagularão como um precipitado.