Concentração de soluções

Concentração das soluções

A concentração de uma solução deve ser expressa em unidades quantitativas. São usadas as chamadas unidades de concentração que são medidas quantitativas da afinidade de soluto que se dissolve.

A quantidade relativa de uma substância é conhecida como concentração e é expressa em diferentes unidades.

Concentração Comum (C)

Também chamada concentração em g/L (grama por litro), relaciona a massa do soluto em gramas com o volume da solução em litros.

C=m 1 V

C = concentração comum (g/L)

m 1 = massa do soluto (g)

V = volume da solução (L)

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Densidade (d)

Relaciona a massa e o volume da solução, geralmente, as unidades usadas são g/mL ou g/cm 3 . Devemos tomar cuidado pois a concentração comum relaciona a massa de soluto com o volume da solução e densidade, a massa de solução com o volume da solução.

d = m solução ⋅V

m solução = m soluto + m solvente

V = volume da solução

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Concentração em Quantidade de Matéria (C n )

Cientificamente, é mais usual esta concentração, que relaciona a quantidade de soluto (mol) com o volume da solução, geralmente em litros. Sua unidade é mol/L:

C n =n 1 ⋅V , sendo, n 1 =m 1 M 1

m 1 = massa de soluto em solução (g)

M 1 = massa equivalente a 1 mol do mesmo.

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Título (T)

Pode relacionar a massa de soluto com a massa da solução ou o volume do soluto com o volume da solução.

T = m 1 m ou T = V 1 V

m 1 = massa de soluto em solução (g)

V 1 = volume do soluto

m e V = massa e volume da solução respectivamente.

O valor do título nunca será maior do que 1, não possui unidade e ao multiplicarmos o resultado obtido por 100 teremos a porcentagem de soluto presente em solução.

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Fração Molar

A fração molar (X) de um componente ”a” em solução é a razão do número de mols deste componente pelo número total de mols de todos os componentes.

X A = nA nA+nB+nC+…

X B = nB nA+nB+nC+…

A soma das frações molares de todos os componentes de uma solução deve ser igual a 1. Isto é: XA +XB+... = 1.

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Molaridade (M)

Molaridade ou concentração molar é o número de mols do soluto dissolvido por litro de solução.

M = n 1 ⋅V

M = molaridade (mol/L)

n 1 = número de mols do soluto (mol)

V = volume da solução (L)

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Molalidade (m)

Molalidade é o número de mols de soluto dissolvido por quilograma (1000 g) de solvente

m=n o de mols do soluto massa de solvente em Kg

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Partes por milhão (ppm)

Unidade que nos permite expressar a concentração de substâncias extremamente diluídas, relacionando a massa do soluto e a massa da solução em grama, multiplicada por 10 6 (1.000.000).

ppm = m soluto m solução ⋅10 6

Podemos fazer também a relação entre concentração comum, densidade e título para calcular a concentração de uma solução.

C = 1000⋅d⋅T

Diluição das soluções

Ao diluir uma solução, a massa (m1) do soluto não se altera, sendo a mesma na solução inicial e na final. O volume da solução aumentará (de V para V'), uma vez que será adicionada uma porção de solvente. A concentração, por sua vez, diminuirá (diluição e concentração são processos opostos). Logo, pode-se concluir que volume e concentração são grandezas inversamente proporcionais, ou seja, o primeiro aumenta à mesma proporção que o outro diminui.

Para calcular, utilizamos:

• para a concentração inicial: C = m1 / V

• para a concentração final: C' = m1 / V'

Dado que a que a massa do soluto (m1) continua constante, chega-se à fórmula:

CV = C'V'

Observe o exemplo:

1) Ao diluir 100 mL de uma solução de cloreto de sódio, cuja concentração é igual a 15 g/L ao volume final de 150 mL, qual será a concentração final da solução?

Aplicando a fórmula de diluição CV = C’V’, temos:

100 . 15 = 150 . C’

C’ = 10 g/L

Mistura de soluções

De mesmo soluto: na mistura de soluções de mesmo soluto não há reação química entre estas soluções. Neste caso, o valor do volume final é a soma das soluções.

Onde:

C = concentração comum (g/L)

M = molaridade (mol/L)

V = volume (L)

Exemplo:

Qual a molaridade de uma solução de NaOH formada pela mistura de 60mL de solução a 5mol/L com 300mL de solução a 2mol/L?

- De diferente soluto que reagem entre si: ocorre reação entre as substâncias que compõe a mistura. Para que a reção seja completa entre os solutos, os volumes misturados devem obedecer a proporção estequiométrica que corresponde à reação química.

Veja as fórmulas utilizadas:

Reação de Neutralização:

Pode-se usar a seguinte fórmula:

Onde:

xá = número de H+

xb = número de OH-