Biofísica - (2) Soluções e molaridade

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SOLUÇÕES E MOLARIDADE
Profa. Dra. Luciana Malavolta
(luciana.quaglio@fcmscsp.edu.br)
Departamento de Ciências Fisiológicas
Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo
Solução é uma mistura homogênea de dois ou mais 
componentes
SOLUÇÕES
Solução
soluto solvente
Definições
Soluto: substância a ser dissolvida;
Solvente: substância que efetua a dissolução;
Solução aquosa: solução que utiliza água como solvente;
Solução diluída: solução que contém uma pequena quantidade de soluto;
Solução concentrada: solução que contém uma quantidade razoável de soluto.
Tipos de 
Sólida
Líquida
Molecular
Tipos de 
Soluções
Gasosa
Líquida
Iônica
Estudar soluções para....??????
Compreender o significado da 
concentração de soluções;
Saber expressar 
quantitativamente 
essa concentração;
Concentração das Soluções
Denomina-se concentração de uma solução toda e 
qualquer forma de expressar a proporção existente 
entre a quantidade do soluto e a quantidade do entre a quantidade do soluto e a quantidade do 
solvente ou solução.
Definição:
Unidade mol:: entidades elementares ou partículas, devem ser
especificadas, podendo ser átomos, moléculas, elétrons, etc
Número de entidades elementares contidas em 1 mol corresponde à
constante de Avogrado, cujo valor é 6,022 x 1023mol-1.
1 mol de átomos de ferro = 6,02x1023 átomos de ferro
1 mol de moléculas de água (H2O) = 6,02x1023 moléculas de água
1 mol de laranjas = 6,02x1023 laranjas
Concentração (C)
É o quociente entre a massa do soluto e o volume da solução
solução
soluto
V
m
C =
Ex.: Preparar uma solução aquosa 5 g/L de cloreto de sódio (NaCl)
8500 mL 500 mL
Adicionar 
água 
destilada
Ex.: Preparar uma solução aquosa 5 g/L de cloreto de sódio (NaCl)
Tampar
500 mL
2,500 g
NaCl
500 mL
Agitar
soluto
V
m
C =
Ex.: Qual a massa de cloreto de alumínio (AlCl3) necessária para 
preparar 150 mL de uma solução aquosa de concentração igual a 50 
g/L.
soluçãosoluto V.Cm =
soluçãoV
soluçãosoluto
g5,7L15,0.
L
g
50m soluto ==
Concentração Molar ou Molaridade (M)
É o quociente entre o número de moles do soluto e o volume da 
solução em litros (M = mol/L ou mol L-1)
como
PM
m
n =
)litros(V
n
M
solução
soluto=
)litros(V.PM
m
M
soluçãosoluto
soluto=
PM)litros(Vsolução
Molalidade (m)
É o quociente entre o número de moles do soluto e a massa do 
solvente em Kg (m = mol/Kg )
como
PM
m
n =
)(Kgm
n
m
solvente
soluto=
)(. KgmPM
m
m
solventesoluto
soluto=
PM)(Kgmsolvente
Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH
)litros(V.PM
m
M
soluçãosoluto
soluto=
M = 0,5 M
PMsoluto = 40 g/mol
Vsolução = 1 litro
Na = 23; O = 16; H = 1
M).litros(V.PMm soluçãosolutosoluto =
g20
L
mol
5,0.L1.
mol
g
40m soluto ==
Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH
msoluto = 20 g
Vsolução = 1 litro
1000 mL 1000 mL1000 mL1000 mL
20,000 g
NaOH
AgitarTampar
Adicionar 
água 
destilada
Ex.: Qual a molaridade de uma solução aquosa que contém 2,30 g de álcool etílico 
(C2H5OH) em 3,5 litros?
)litros(V.PM
m
M
soluçãosoluto
soluto=
M = ? M
PMsoluto = 46 g/molC = 12; O = 16; H = 1 PMsoluto = 46 g/mol
Vsolução = 3,5 L
msoluto = 2,30 g
C = 12; O = 16; H = 1
M0143,0
L
mol
0143,0
L5,3.
mol
g
46
g3,2
M ===
Ex.: Preparar uma solução aquosa 2 M de ácido acético (CH3COOH)?
M = 2 M
PMsoluto = 60 g/mol
Vsolução = ? = 0,25 L
msoluto = ? g
C = 12; O = 16; H = 1
M).litros(V.PMm soluçãosolutosoluto =
Como não foi fixado o volume de solução que deve ser preparado, fica a critério de cada
um escolher o volume da solução. Neste caso vamos preparar 250 mL de solução. Assim
um balão volumétrico de 250 mL deverá ser usado.
g30
L
mol
2.L25,0.
mol
g
60m soluto ==
Ex.: Preparar uma solução aquosa 2 M de ácido acético (CH3COOH)?
g30m soluto =
250 mL 250 mL250 mL250 mL
30,000 g
Ácido 
Acético
AgitarTampar
Adicionar 
água 
destilada
Relação entre C e M
solução
soluto
V
m
C =
)litros(V.PM
m
M
soluçãosoluto
soluto=
soluçãosoluto V.Cm =
solutoPM.MC =
Igualando
)litros(V.PM.Mm soluçãosolutosoluto =
Concentração Normal ou Normalidade (N)
É o número de equivalentes de soluto contido em 1L de solução ou o 
número de miliequivalentes em 1mL de solução. litros (N = eq/L 
ou eq/L ou meq/mL)
eqn
N
o
=
)(mililitroV
meqn
N
solução
o
=
)(litrosV
N
solução
=
Concentração Normal ou Normalidade (N)
nPM
gm
eqn o
/
)(
=
n = é o número de hidrogênios ionizáveis para os ácidos ou de hidroxilasn = é o número de hidrogênios ionizáveis para os ácidos ou de hidroxilas
para as bases, valência do cátion ou do ânion para os sais
PMV
m
nN
solução .
.=
)(litrosV
eqn
N
solução
o
=
Ex.: Preparar um litro de solução de Hidróxido de Sódio(NaOH) com 
concentração de 0,1N.
N = 0,1N 
PMV
massa
nN
solução .
.=
N = 0,1N 
PMsoluto = 39,997g
Vsolução = 1,0 L
msoluto = ? g
Na = 22,990; O = 15,999; H = 
1,008; n= 1
n
VPMN
m
..
=
Ex.: Preparar um litro de solução de Hidróxido de Sódio(NaOH) com 
concentração de 0,1N.
gNaOH
xx
m 997,3
1
1997,391,0
==
Ex.: Preparar 100mL de solução de Ácido Oxálico (C2H2O4.2H2O) com 
concentração de 0,1N.
N = 0,1N 
PMsoluto = 126,064gC = 12,011; O = 15,999; H = 
n
VPMN
m
..
=
PMsoluto = 126,064g
Vsolução = 0,1 L
msoluto = ? g
C = 12,011; O = 15,999; H = 
1,008; n= 2
OHOHgC
xx
m 2422 2.63032,0
2
1,0064,1261,0
==
DiluiçõesDiluições
V1
V V1+Vs= V2+
1
C1
Vsolvente
V1+Vs= V2
C2
+
V1 * C1 = V2 * C2
Título (τ)
É o quociente entre a massa do soluto e a massa da solução (g/g)
solução
soluto
m
m
=τ
% em massa = ττττ x 100 Unidade: %
Partes por milhão ppm = x 106 ex: mg/L
Partes por bilhão ppb = x 109 ex: µµµµg/L
Concentração em percentagem
Às vezes, a concentração aparece expressa como %, mas, nesse caso,
é necessário especificar o estado físico do que se mede. Por exemplo:
2% (p/p) ácido acético = 2 g ácido acético em 100 g água2% (p/p) ácido acético = 2 g ácido acético em 100 g água
2% (p/v) ácido acético = 2 g ácido acético em 100 mL água
2% (v/v) ácido acético = 2 ml ácido acético em 100 mL água
Por convenção (p/v) ou (v/v) podem ser omitidos para soluções
aquosas abaixo de 1%.
Prefixo 
Múltiplos Símbolo Fator
Prefixo 
Frações Símbolo Fator
tera T 1012 deci d 10-1
giga G 109 centi c 10-2
Prefixos mais comuns na literatura química
giga G 10 centi c 10
mega M 106 mili m 10-3
kilo k 103 micro µµµµ 10-6
hecto h 102 nano n 10-9
deca da 101 pico p 10-12
Transformação de Unidades
kg g mg µg
X 103 X 103 X 103 
� Unidade de massa
kL L mL µL
X 103 X 103 X 103
m3 dm3 cm3 mm3
� Unidade de Volume
1) Dissolvem-se 8g de NaOH em 400 mL de solução. Pede-se:
a) Concentração em g/L.
b) Concentração em mol/L(molaridade).
(dado: PMNaOH = 40 g/mol)
2) Na água potável, o nível máximo permitido de íon sulfato (SO42-) é 2,6 . 10-3
mol/L. Sabendo que a análise de 100 mL de água de um poço revelou a presença de
1,92 .10-2 g de íon sulfato, responda: o nível máximo de tolerância foi ultrapassado?
EXERCÍCIOS
1,92 .10-2 g de íon sulfato, responda: o nível máximo de tolerância foi ultrapassado?
Justifiquesua resposta com os cálculos utilizados. (Dado: massa molar do sulfato =
96 g/mol.
3) De modo geral, o nível máximo de íons cloreto na água potável corresponde a
250 mg/L. Esse valor equivale a uma concentração molar igual:
a)5.10-3 mol/L
b)7.10 -3mol/L
c)1.10 -3mol/L
d)7,0 mol/L
e)1,4 mol/L
4) O vinagre contém ácido acético (C2H4O2) na concentração média de 50 g/L.
Nessas condições, indique a concentração molar aproximada desse ácido.
a)1,0M
b)0,9M
c)0,8M
d)0,7M
e)0,6 M
5) Calcule a massa necessária de sulfato de cobre II penta-hidratado, CuSO4.5H2O,
que deverá ser dissolvida em água para que sejam obtidos 500 mL de solução 0,02 M.
6) Nosso suco gástrico é uma solução aquosa de HCl, com concentração 36,5.10-26) Nosso suco gástrico é uma solução aquosa de HCl, com concentração 36,5.10-2
g/L. Com base nessa informação, determine a concentração molar do ácido clorídrico
no suco gástrico.
7) No rótulo de uma garrafa de “água mineral “ lê-se, entre outras coisas:
Conteúdo: 1,5L
Bicarbonato de Cálcio: 20ppm.
Determine, em mg, a massa de bicarbonato de cálcio presente no conteúdo da garrafa.
08. O limite máximo de concentração de íon Hg+2 admitido para seres humanos é de 6
miligramas por litro de sangue. O limite máximo, expresso em mols de Hg+2 por litro de
sangue, é igual a
(Massa molar de Hg=200g/mol):
a) 3×10-5
b) 6×10-3
c) 3×10-2
d) 6
e) 200.
09. Preparou-se uma solução 0,2mol/litro, dissolvendo-se 16,5g de X (ClO3)2 em água 
suficiente para que fossem obtidos 400ml de solução. O cátion X é o:
Dadas as massas molares (g/mol):
Be = 9; Mg = 24; Ca = 40; Sr = 88; Ba = 137; CØ = 35,5 ; O = 16
a) Be. b) Mg. c) Ca. d) Sr. e) Ba.
10) Um frasco, existente no laboratório, apresenta o seguinte rótulo:
63% em massa de ácido nítrico ( HNO3 )
Com base nesse rótulo, resolva:
a) Qual a massa em gramas de ácido existente em 100g da solução?
b) Qual a massa de água existente me 100g da solução?
c) Determine as massas de água e de ácido presentes em 500g dessa solução.
d) Qual o título em massa dessa solução.
11) A concentração de íons fluoreto em uma água de uso doméstico é de 5,0x10-5 
mol/litro. Se uma pessoa tomar 3,0 litros dessa água por dia, ao fim de um dia, a mol/litro. Se uma pessoa tomar 3,0 litros dessa água por dia, ao fim de um dia, a 
massa de fluoreto, em miligramas, que essa pessoa ingeriu é igual a:
Dado: massa molar de fluoreto: 19,0 g/mol
a) 0,9 b) 1,3 c) 2,8 d) 5,7 e) 15
12) Tem-se um frasco de soro glicosado a 5% (solução aquosa de 5,0% em massa de
glicose). Para preparar 1,0 kg desse soro, quantos gramas de glicose devem ser
dissolvidos em água?
a) 5,0 x 102
b) 0,50
c) 5,0
d) 50
e) 5,0 x 102
13) Soro fisiológico é uma solução de água e cloreto de sódio (NaCI) a 0,9%.
Supondo que a massa de cada litro de soro fisiológico seja de 1 000 g, calcule a massa
de cloreto de sódio administrada a um paciente que recebeu 3 L de soro durante um
período de internação.
14) Calcule a molaridade das seguintes soluções:
a) 3.65 g de HCl em 2L de solução
b) 73.0 g de HCl em 5L de solução
c) 49.0 g de H2SO4 em 2L de solução
d) 49.0 g de H2SO4 em 250 ml de solução
15) Calcule o número de moles do soluto nas seguintes soluções:15) Calcule o número de moles do soluto nas seguintes soluções:
a) 250 mL de uma solução de NaOH 1.0 M
b) 2L de uma solução de H2SO4 1.25 M
c) 125 mL de uma solução de HNO3 0.4 M
d) 120 mL de uma solução de HCl 3.0 M
16) Que massa de soluto deve-se pesar de modo a preparar as seguintes soluções:
a) 500 mL de uma solução de NaOH 0.1 M
b) 250 mL de uma solução de Na2CO3 0.2 M
c) 2.5L de uma solução de NaHCO3 0.2 M
d) 500 mL de uma solução de KI 0.1 M
17) Que volume é necessário das soluções mais concentradas para obter as
seguintes quantidades das soluções mais diluídas:
a) 2L de uma solução H2SO4 0.5 M, a partir de uma solução 2 M.
b) 1L de uma solução de HCl 0.750 M a partir de uma solução 10.0 M.
c) 250 mL de uma solução de NaOH 0.250 M a partir de uma solução 5 M.
d) 500 mL de uma solução HNO3 1.25 M a partir de uma solução 5 M.
18. Um paciente precisa receber uma solução de glicose 0,05M. Descreva como
você prescreveria o preparo de 2500cm3 desta solução. Em seguida, 75 mL desta
solução foram diluídas a 350 mL. Qual a concentração molar de glicose na solução
diluída? PM da glicose = 180g.
19. Em 0,1L de soro sanguíneo humano há 0,125µµµµg de NaCl. Calcule a quantidade
de sal em massa presente em 500µL de soro sanguíneo. PM do NaCl = 58,5g.
20. O metal mercúrio (Hg) é tóxico e pode ser absorvido, via gastrointestinal. A
análise de uma água contaminada revelou uma concentração molar igual a 5,0 x 10-
5M de mercúrio. Qual a massa de mercúrio ingerida por um garimpeiro, ao beber um
copo de 50mL dessa água? Dados: PM do Hg = 200g/mol.