Unidades de Concentração em Soluções

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<p>SOLUÇÕES: PRINCIPAIS</p><p>UNIDADES DE</p><p>CONCECNTRAÇÃO</p><p>Prof.ª. Drª. Karyme S. S. Vilhena</p><p>Universidade Federal do Pará - UFPA</p><p>Campus Universitário de Tucuruí - CAMTUC</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>• Uma solução pode ser definida como um mistura homogênea de duas ou</p><p>mais substâncias.</p><p>Uma mistura homogênea:</p><p>As moléculas ou íons estão</p><p>tão bem dispersos que a</p><p>composição é a mesma</p><p>em toda a amostra,</p><p>independente do seu</p><p>tamanho.</p><p>Mistura de água (líquido) e sal (sólido)</p><p>AS MISTURAS SÃO CLASSIFICADAS DE ACORDO COM SUA APARÊNCIA A OLHO NU.</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>• Uma solução pode ser definida como um mistura homogênea de duas ou</p><p>mais substâncias.</p><p>Quando misturamos água</p><p>com óleo, o aspecto visual</p><p>da mistura não é uniforme,</p><p>apresentando duas fases</p><p>bem distintas. A mistura é</p><p>dita heterogênea.</p><p>Mistura de água (líquido) e óleo (líquido)</p><p>AS MISTURAS SÃO CLASSIFICADAS DE ACORDO COM SUA APARÊNCIA A OLHO NU.</p><p>TIPOS MAIS COMUNS DE SOLUÇÕES</p><p>• . As soluções líquidas, como o açúcar e a água, são o tipo mais comum,</p><p>mas há também soluções de gases ou sólidos</p><p>TIPOS MAIS COMUNS DE SOLUÇÕES</p><p>• . As soluções líquidas, como o açúcar e a água, são o tipo mais comum,</p><p>mas há também soluções de gases ou sólidos</p><p>POR QUE A ÁGUA É UM ÓTIMO SOLVENTE?</p><p>• A maior parte das reações químicas importantes nos tecidos vivos ocorre</p><p>em solução aquosa;</p><p>• A água serve como solvente para transportar reagentes e produtos de</p><p>um lugar para outro do corpo. A água é também ela própria um</p><p>reagente ou produto em muitas reações bioquímicas.</p><p>Propriedades que</p><p>tornam a água um</p><p>ótimo solvente?</p><p>Polaridade</p><p>Capacidade de estabelecer</p><p>ligações de hidrogênio</p><p>SOLUÇÕES E A SOLVATAÇÃO</p><p>Quando um sólido</p><p>iônico é adicionado à</p><p>água, as moléculas</p><p>de água circundam</p><p>os íons (cátions e</p><p>ânions) na superfície</p><p>do cristal.</p><p>UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO</p><p>• As proporções relativas em que as substâncias se dissolvem umas nas</p><p>outras são denominadas de Unidades de Concentrações.</p><p>• Mais comuns são:</p><p>1. Fração molar,</p><p>2. Molaridade,</p><p>3. Normalidade. Quando uma solução é diluída ou concentrada? Esses</p><p>termos nos dão pouca informação específica sobre a</p><p>concentração, mas sabemos que uma solução</p><p>concentrada contém mais soluto que determinada</p><p>solução diluída.</p><p>FRAÇÃO MOLAR</p><p>• A fração molar (fração em quantidade de matéria), X, é definida como o</p><p>quociente entre a quantidade de matéria de um componente e a quantidade</p><p>de matéria total da mistura (ou solução):</p><p>• Como se calcula a quantidade de matéria (número de mols)?</p><p>���çã� ��	��</p><p>� �</p><p>� �</p><p>��</p><p>�� � �� � �� � ⋯</p><p>�ú����</p><p>� ��	� ���� �</p><p>�����</p><p>� � ���</p><p>����� ��	��</p><p>� � ��/��	�</p><p>A soma das frações molares dos componentes de uma mistura é sempre igual a 1.</p><p>EXEMPLO</p><p>• Seja uma solução formada por 500g de benzeno (C6H6) e 500 g de</p><p>tolueno (C7H8). Qual a fração em quantidade de matéria do tolueno e do</p><p>benzeno em solução?</p><p>1º passo: Calcular a massa molar</p><p>���� ��! �</p><p>�������� ��!</p><p>����� ��	����� ��!</p><p>BENZENO</p><p>���� ��! �</p><p>500</p><p>78,06</p><p>� 6,40 ��	�</p><p>TOLUENO</p><p>�)!*+��! �</p><p>�����)!*+��!</p><p>����� ��	��)!*+��!</p><p>�)!*+��! �</p><p>500</p><p>92,07</p><p>� 5,43 ��	�</p><p>Massas Atômicas</p><p>C = 12,01</p><p>H = 1,00</p><p>• 2º passo: Calcular a fração em quantidade de matéria de cada</p><p>componente:</p><p>BENZENO ���çã� ��	�� /��0���</p><p>�121 �</p><p>6,40</p><p>6,40 � 5,43</p><p>� 0,54</p><p>TOLUENO ���çã� ��	�� 3�	4���</p><p>�526 �</p><p>5,43</p><p>6,40 � 5,43</p><p>� 0,46</p><p>6 6 7 8</p><p>0,54 0,46 1,0</p><p>C H C HX X+ =</p><p>+ =</p><p>EXERCÍCIOS</p><p>• A fabricação de baterias automotivas envolve a utilização de ácido</p><p>sulfúrico (H2SO4). As soluções que constituem essas baterias são formadas</p><p>por 98 gramas de ácido em 162 gramas de água. Quais as frações em</p><p>quantidade de matéria do ácido e da água nesse sistema?</p><p>• Uma massa de 160 gramas de NaOH foi dissolvida em 216 gramas de</p><p>água. Qual a fração em quantidade de matéria do soluto e do solvente</p><p>nessa solução?</p><p>MOLARIDADE</p><p>• Relação que expressa o número de mols (quantidade de moléculas) do soluto em</p><p>1 Litro de solução:</p><p> A cânfora, sólido branco cristalino de cheiro agradável, é extraída das raízes,</p><p>ramos e tronco da canforeira. Imagine que você dissolveu 45,0g de cânfora</p><p>(C10H16O) em 425 mL de etanol, C2H5OH. Pergunta-se qual a molaridade da</p><p>solução?</p><p>( )</p><p>( )</p><p>mols de soluto n</p><p>M</p><p>volumeda solução L</p><p>=</p><p>EXERCÍCIO</p><p>• Qual é a molaridade do cloreto de sódio em uma solução preparada pela</p><p>dissolução de 12 g de NaCl em 250 mL de água?</p><p>• Se dissolvermos 18,0 g de Li2O (massa molar - 29,9 g/mol) em água suficiente</p><p>para preparar 500 mL de solução, qual será́ a molaridade da solução?</p><p>• Um certo vinho contém NaHSO3 (bissulfito de sódio) 0,010 M como</p><p>conservante. Quantos gramas de bissulfito de sódio devem ser adicionados a</p><p>um tonel de 100 galões para atingir essa concentração? Considere que não</p><p>haverá ́ nenhuma mudança de volume com a adição do bissulfito de sódio.</p><p>NORMALIDADE</p><p>• É a relação entre o número de equivalente-grama do soluto em 1 Litro de</p><p>solução:</p><p>• Mas o que seria afinal o número de equivalente-grama e o equivalente-</p><p>grama?</p><p>º ( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>n deequivalente grama soluto Eqv g</p><p>N</p><p>volume da solução L</p><p>massa g</p><p>N</p><p>Eqg V L</p><p>− −=</p><p>=</p><p>×</p><p>NÚMERO DE EQUIVALENTE-GRAMA</p><p>• Depende da substância que será utilizada no preparo da solução:</p><p>♫ Pode ser uma BASE como o NaOH, nesse caso o número de equivalente-</p><p>grama será:</p><p>( )</p><p>º</p><p>( )</p><p>39,98</p><p>1</p><p>NaOH</p><p>massa g</p><p>n Eqg</p><p>Eqg NaOH</p><p>Mol</p><p>Eqg</p><p>x</p><p>= =</p><p>= = NÚMERO DE</p><p>HIDROXILAS</p><p>IONIZADAS</p><p>• Pode ser um ÁCIDO como o HCl, nesse caso o número de equivalente-</p><p>grama será:</p><p>( )</p><p>º</p><p>( )</p><p>36,45</p><p>1</p><p>HCl</p><p>massa g</p><p>n Eqg</p><p>Eqg HCl</p><p>Mol</p><p>Eqg</p><p>x</p><p>= =</p><p>= = NÚMERO DE</p><p>HIDROGÊNIOS</p><p>IONIZADOS</p><p>(Para ácidos</p><p>fortes)</p><p>• Pode ser um SAL como o CuSO4, nesse caso o número de equivalente-</p><p>grama será:</p><p>4</p><p>4</p><p>( )</p><p>º</p><p>( )</p><p>159,56</p><p>79,78</p><p>2</p><p>CuSO</p><p>massa g</p><p>n Eqg</p><p>Eqg CuSO</p><p>Mol</p><p>Eqg</p><p>x</p><p>= =</p><p>= = =</p><p>NÚMERO TOTAL DE</p><p>OXIDAÇÃO (NOX) -EM</p><p>MÓDULO - DO CÁTION OU</p><p>ÂNION FORMADOS.</p><p>EXEMPLO</p><p>• Calcule a normalidade e a molaridade de uma solução de 5g de NaOH 95%</p><p>em 500 mL de água.</p><p>( ) 4,75</p><p>º 0,1188</p><p>( ) 39,98</p><p>39,98</p><p>39,98</p><p>1</p><p>º 0,1188</p><p>0,2376</p><p>( ) 0,5</p><p>NaOH</p><p>massa g</p><p>n Eqg</p><p>Eqg NaOH</p><p>Mol</p><p>Eqg</p><p>x</p><p>n Eqg</p><p>N N</p><p>V L</p><p>= = ≅</p><p>= = =</p><p>= = =</p><p>EXERCÍCIOS</p><p>• Qual a concentração em normalidade de uma solução</p><p>preparada a partir de 2,355 g de ácido sulfúrico, H2SO4, em</p><p>50,0 mL de água?</p><p>• A concentração em normalidade é igual a concentração</p><p>em molaridade? (demonstre através de cálculo).</p>