QGI - AULA PRATICA 03 - Concentração de Soluções (Teoria)

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NOÇÕES DE QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA 
TEORIA - NELSON ALENCAR 
 
CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES 
 
OBJETIVO: Familiarizar-se com os cálculos para expressar as formas mais 
usadas de concentração de soluções. 
 
 
1. Concentração comum (C): A concentração comum é a razão entre a massa do 
soluto (em gramas) e o volume da solução (em litros). Para calcular a 
concentração comum utiliza-se a seguinte equação: 
 
 
 gramas/Litro 
 
 
2. Concentração em quantidade de matéria ou Molaridade (Cn): 
Cientificamente, é mais usual esta concentração, que relaciona a quantidade de 
matéria do soluto (nsoluto, em mol) com o volume da solução, geralmente em litros. 
Sua unidade é mol/L ou mol/dm3: 
Cn (mol/L) = nsoluto (mol)/Vsolução (L) 
 
Existe uma fórmula que relaciona concentração comum (C) com concentração em 
quantidade de matéria (Cn). Veja: 
 
Cn = nsoluto (mol)/Vsolução (L) e nsoluto = msoluto/Msoluto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Logo: Cn = msoluto/Msoluto.Vsolução ; Como C = msoluto/V, 
 
temos: Cn (mol/L) = C (g/L)/Msoluto (g/mol) 
ou 
C (g/L) = Cn (mol/L) . Msoluto (g/mol) 
Podemos usar essa fórmula para transformar concentração em quantidade de 
matéria em concentração comum, ou vice-versa. 
 
* No passado, esta unidade de concentração era denominada molaridade ou 
concentração molar. Atualmente, por recomendação da IUPAC, molaridade foi redefinida 
como concentração em quantidade de matéria. 
 
3. Concentração Normal ou Normalidade (N): A normalidade é igual a razão 
entre o número de equivalentes-grama do soluto e o volume da solução, em litros. 
Para calcular a normalidade utiliza-se a seguinte equação: 
 
 
 
O cálculo da normalidade é bastante similar ao da concentração em quantidade 
de matéria (antigamente conhecida como molaridade), porém, é preciso realizar o 
cálculo do número de equivalentes-grama (Eq.g). Regras para o cálculo do 
equivalente dos tipos mais comuns de reagentes: 
 
1. Ácidos: Molécula-grama/Número de H ionizáveis (Eq.g = mol.g/H+) 
2. Bases: Molécula-grama/Número de OH ionizáveis (Eq.g = mol.g/OH) 
3. Sais: Molécula-grama/valência total do cátion ou do ânion (Eq.g = mol.g/X) 
4. Elemento: Átomo-grama/Valência (Eq.g = at.g/X) 
 
 
4. Título ou Composição Percentual (T): O Título em massa indica o número de 
unidades de massa do soluto (m1) existente em 100 unidades de massa da solução. 
O Título em volume indica o número de unidades de volume do soluto (V1) 
existente em 100 unidades de volume da solução. 
 
T = m1/m e T = V1/V 
 
Multiplicando o título por 100, teremos a porcentagem em massa ou em volume 
de soluto na solução (P): 
 
P = 100 . T 
 
Esta unidade de concentração relaciona a massa (m) ou o volume (V) do soluto 
com a massa ou o volume do solvente ou da solução, conduzindo a notações do 
tipo: 10%(m/m), 10%(m/V), 10%(V/V). A relação m/m corresponde a base 
percentual mais usada na expressão da concentração de soluções aquosas 
concentradas de sais inorgânicos, como HCl, HNO3 e H2SO4. Exemplos: 
 
1) 100g de solução concentrada de HCl a 36% (m/m) contêm 36g de ácido 
clorídrico e 64g de água. 
2) O ácido sulfúrico concentrado adquirido no comércio contêm cerca de 98% 
(em massa, m/m) de soluto (H2SO4 líquido), ou seja, 100g do ácido comercial 
contêm 98g de H2SO4 e 2g de água. 
 
O título em massa ou em volume não tem unidade, pois é uma divisão de dois 
valores de massa ou de volume (massa ou volume do soluto pela massa ou volume 
da solução), e as unidades se “cancelam”. Como a massa e o volume de soluto 
nunca poderão ser maiores que os da própria solução, o valor do título nunca será 
maior que 1. 
 
5. Partes por milhão (ppm): é a medida de concentração que se utiliza quando as 
soluções são muito diluidas. Concentração em partes por milhão (ppm) indica o 
número de partes do soluto presente em 1 milhão de partes da solução. 
 
 Partes por milhão em massa: 1,0 ppm = 1,0 mg de soluto/106 mg de solução = 1,0 
mg/Kg. 
 Partes por milhão em volume: 1,0 ppm = 1,0 mL de soluto/106 mL de solução = 
1,0 mL/m3. 
 Quando a H2O for o solvente: 1ppm = 1mg/L, 1g/m3, 1kg/1.000 m3. 
 
 Para certos contaminantes extremamente tóxicos, os limites de tolerância de 
concentração são muito menores para se evitar riscos à saúde, neste caso utiliza-
se uma unidade chamada parte por bilhão (ppb). 
 
 Partes por bilhão em massa: 1,0 ppb = 1,0 mg de soluto/109 mg de solução = 1 
mg/tonelada. 
 Partes por bilhão em volume: 1,0 ppb = 1,0 mL de soluto/109 mL de solução = 
1,0 mL/1.000 m3. 
 Quando a H2O for o solvente: 1ppb = 1mg/m3, 1g/1000 m3, 1kg/1.000.000 m3. 
 
Exemplo 1: Quando se afirma que a água poluída de um rio contém 5 ppm em 
massa de mercúrio significa que 1Kg da água deste rio contém 5mg de mercúrio 
ou, de maneira equivente, que 1 g da água deste rio contém 5 µg de mercúrio. 
Exemplo 2: O ar (solução gasosa) contém 8 ppm de gás hélio. Isso significa que 
em cada 1 m3 do ar atmosférico existe 8 mL de hélio. 
Considerando a densidade das soluções aquosas = 1,00 g/mL (ou aproximado) 
pode usar-se as seguintes relações: ppm = mg/litro = g/mL. 
6. Densidade da solução (d): Relaciona a massa da solução com o volume da 
solução: d = m/V. Geralmente, as unidades usadas são g/mL ou g/cm3. Embora 
não seja uma unidade de concentração para uma solução, ela fornece uma 
orientação sobre a concentração de uma solução. 
 
OBS: Cuidado para não confundir densidade com concentração comum, pois as 
duas relacionam massa com volume. Lembre-se de que na concentração comum se 
relaciona a massa de soluto com o volume da solução e, na densidade, a massa de 
solução com o volume da solução. 
 
OBS: As expressões de concentração que não dependem da massa molar do 
soluto são ditas físicas e as que dependem são ditas químicas. As principais 
expressões físicas da concentração de soluções são o Título (T), a concentração 
em partes por milhão/bilhão/trilhão (ppm/ppb/ppt), a concentração em massa 
por volume (C) e a densidade (d). 
 
 
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 
Exemplo 1: A quantidade de matéria do soluto, em mols, existente em 500 
mililitros de uma solução de ácido sulfúrico com concentração 6,0 mol/L é: 
Resolução: concentração 6 mol/L, significa que em cada litro de solução tem 6 
mols de ácido sulfúrico dissolvidos, logo em meio litro (500 mL) teremos 3 mols. 
Exemplo 2: Uma solução aquosa de hidróxido de sódio 2 molar tem quantos 
gramas de hidróxido de sódio por litro? 
Resolução: 2 molar significa que cada litro de solução tem 2 mols de hidróxido de 
sódio (NaOH) dissolvidos. 
A fórmula do hidróxido de sódio tem uma hidroxila (OH-1) por que o sódio 
pertence ao grupo 1 da tabela periódica. 
Calculamos a massa, em gramas, de um mol de hidróxido de sódio: 
(23+16+1=40gramas/mol). 
Como 1 mol tem massa igual a 40 gramas, dois mols terão massa igual a 80 
gramas. 
Logo a solução tem 80 gramas de hidróxido de sódio por litro de solução. 
Exemplo 3: 0,9 gramas de glicose (M=180g/mol) por litro de sangue de um adulto 
é considerado normal, logo concentração em mol/litro é: 
Resolução: a concentração é igual a 0,9 gramas por litro. A massa molar da 
glicose ou o mol da glicose é igual a 180 gramas, logo 0,9 gramas será 0,005 
partes do mol. Monte a regra de três: 180 gramas correspondem a um mol, logo 
0,9 gramas corresponde a "X" partes do mol. 
180 gramas ............... 1mol 
0,9 gramas .............. X 
X = 0,005 mol 
Logo a concentração molar é igual a 0,005mol/litro, pois os 0,9 gramas (0,005 
mol) estão dissolvidos em um litro de solução. 
Exemplo 4: A concentraçãode cálcio e fósforo, em mols por litro, no leite 
MUMU é, respectivamente: (Dados: Ca = 40 g/mol, P = 31 g/mol) 
Composição média por litro: 
Calorias: 651 kcal 
Cálcio: 1160 mg 
Vitamina B1: 1,7 mg 
Carboidratos: 45 g 
Proteínas: 31,7 g 
Fósforo: 960 mg 
Gordura: 35 g 
Resolução: observe os dados, para o cálcio temos 1160 miligramas por litro e 
para o fósforo temos 960 miligramas por litro. 
Cálcio: 40 gramas é a massa de um mol de cálcio, logo 1160 mg ou 1,16 gramas 
corresponde a 0,029 partes do mol. Monte a regra de três. 
1 mol ---- 40 g 
X -------- 1,16g 
X=0,029 mol. 
C = 0,029mol/litro, pois esta quantidade corresponde a uma massa dissolvida em 
um litro de solução. 
Fósforo: 31 gramas de fósforo correspondem a um mol, logo 960 miligramas ou 
0,96 gramas corresponde a "x". Monte a regra de três. 
1 mol ---- 31 g 
X -------- 0,96 g 
X = 0,031 
C = 0,031 mol/litro, pois esta quantidade corresponde a massa dissolvida em um 
litro de solução. 
Exemplo 5: O uso do flúor na água para consumo doméstico é uma das medidas 
que reúne eficácia e baixo custo na prevenção da cárie dental. Quando na 
concentração 5,0 x 10-5mol/L de íons fluoreto. Qual o volume de solução, em 
litros, que se deve ingerir para consumir uma massa de 2,85 miligramas de íons 
fluoreto? 
(Dado: íon fluoreto = 19 g/mol) 
Resolução: Se acharmos quantos mols correspondem a 2,85 mg, poderemos 
calcular o volume, pois sabemos quantos mols tem por litro de íons flúor. 
19 g é a massa de um mol de íons fluoreto, logo 2,85 mg ou 2,85x10-3 gramas tem 
"x" mols de íons flúor. 
1 mol .............. 19gramas 
X mol ............. 2,85x10-3 gramas 
X = 0,15x10-3 do mol de flúor 
Do exercício sabemos 5,0 x 10-5 do mol existe em um litro de solução, logo 0,15 x 
10-3 do mol estará dissolvido em 3 litros. 
5,0 x 10-5 mol ................... 1 litro 
0,15 x 10-3 mol ................. X 
X = 3 litros 
REFERÊNCIAS: 
SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J., CROUCH, S. R. Fundamentos de 
Química Analítica. 8.ed. São Paulo: Cengage Learning, 2008. 999p.