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SOLUÇÕES: Concentração Comum Molaridade Concentração em título Profa. Me. Janaíne Chassot CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES Podemos encarar concentrações de soluções como constantes de proporcionalidades que intermedeiam a relação entre alguma grandeza do soluto (quantidade de matéria, massa, número de entidades, por exemplo) e alguma grandeza da solução (volume da solução, massa da solução, volume do solvente, por exemplo). • A relação entre as quantidades dos componentes de uma mistura homogênea determina a concentração da solução formada • SOLUÇÃO AQUOSA x SOLUÇÃO CONCENTRADA Um copo de água e uma colher de açúcar Um copo de água e 3 colheres de açúcar SOLUÇÃO SOLVENTE SOLUTO Material para medida de volume Béquer proveta balão volumétrico erlenmayer Bureta pipeta CONCENTRAÇÃO COMUM • É relação entre a massa do soluto (m1) e o volume da solução (v); • Unidade de C = uma unidade de massa qualquer (mg, g, Kg, t, etc) dividida por uma unidade de volume qualquer (cm3, mL, dm3, L, m3, etc) A concentração comum de uma solução expressa a massa de soluto presente num certo volume da solução No rótulo de um frasco de laboratório lê- se: a) Qual é o solvente e qual é o soluto? b) Qual é a massa de soluto em 500 cm3 dessa solução? c) Que volume de solução, em mL, contém 15g de soluto? NaOH (aq) C= 60 g/dm3 Solvente: água, Soluto: hidróxido de sódio 30 g 250 ml Exemplo • O brometo de potássio (KBr) é um sólido branco bastante solúvel em água. a) Como você prepararia uma solução contendo 11,9 g desse sal em 1 L de solução? b) Que volume da solução preparada contém 9,52 g de soluto? 0,8 L (800 mL) EXEMPLO: O hipoclorito de sódio, NaClO, quando dissolvido em água, produz uma solução alvejante. A massa de NaClO contida numa amostra de 5,00 mL de alvejante foi determinada como sendo igual a 750 mg. Qual a concentração em gramas por litro, do hipoclorito de sódio nesta solução? Densidade de Solução x Concentração Comum • A densidade de uma solução é o resultado da divisão da sua massa pelo seu volume. A concentração comum expressa a massa do soluto presente em um certo volume de solução. A densidade de uma solução expressa a massa total (soluto mais solvente) de um certo volume de solução. ATENÇÃO: Exemplo • 200 g de KOH, ao serem dissolvidos em 800 ml de água, forneceram 840 ml de solução. Calcule: a) A concentração da solução expressa em g/L; b) A densidade da solução expressa em g/cm3. a) 238,10 g/L b) 1,19 g/cm3 Concentração Molar ou MOLARIDADE Concentração em quantidade de matéria A molaridade de uma solução representa o número de mols de soluto por litro de solução. Molaridade = n° de mols de soluto volume em litros de solução ou Exemplo: Uma solução tem um volume de 0,250 L e contém 26,8 g de cloreto de cálcio, CaCl2. Qual é a concentração molar de CaCl2? Molaridade = 0,964 mol/L MOLARIDADE Quantos gramas de cloreto de magnésio, MgCl2, são necessários para preparar 250 ml de solução 0,240 mol/L? 5,71 g de Cloreto de Magnésio MOLARIDADE MOLALIDADE • É o número de mols de soluto dissolvido por quilograma de solvente. Molalidade (m) = n° de mols de soluto (nA) massa solvente, Kg Exemplo: • Uma solução foi preparada misturando-se 2 mol (80 g) de NaOH e 1 kg (1000g ou 1 L) de água. Determine sua molalidade. m= 2 mol = 2 mol/kg = 2 molal 1 kg Molalidade (m) = n° de mols de soluto (nA) massa solvente, Kg Molalidade • Qual é a molalidade da amônia em uma solução preparada pela adição de 4,50 g de NH3 em 3,30 x 10 2 g de H2O? 0,801 m Título em Massa • Ex.: 10 g de açúcar a 90 g de água • O título em massa de uma solução expressa a relação entre a massa de soluto presente em uma amostra dessa solução e a MASSA TOTAL dessa amostra de solução. Título= 10 = 0,10 100 Porcentagem em Massa • Quando o título em massa (ζv) – que é um número adimensional (sem unidade), maior que zero e menor que um – é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em massa do soluto na solução. Título = 10 = 0,10 100 X 100 = 10 % Título em Volume • O título em volume de uma solução expressa a relação entre o volume de soluto presente em uma amostra dessa solução e o volume total dessa amostra de solução. ζv = V soluto V solução Quando o título em volume (ζv) é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em volume do soluto na solução. Partes por milhão (ppm) em massa e volume • Pode se referir ao título em massa ou ao título em volume. • Controle da qualidade da água- critérios para considerá-la própria para o consumo humano: • Íons chumbo (II) (Pb2+) não pode ser superior a 0,05ppm em massa. • Se houver mais de 0,05g de íons chumbo em 106g (um milhão de gramas) de líquido, essa água é considerada imprópria para consumo. • A concentração de 0,05 ppm em massa equivale a 0,000005% em massa. ppm = mg/litro = µg/mL ppm = mg/kg = µg/mL = mg/litro FRAÇÃO MOLAR • Fração em quantidade de matéria, fração em mol • Expressa a razão do número de mols de um componente pelo número de mols de todos os componentes. • Número adimensional (não tem unidades) DILUIÇÃO • É o processo de acrescentar mais solvente a uma solução. • Ex: Refresco em água: 1) Ao se misturar o pó para refresco em água e mexer bem, o pó está sendo dissolvido no solvente água (solução muito concentrada) 2) Ao se acrescentar mais água para diminuir a concentração, está ocorrendo uma diluição, tendo uma solução menos concentrada ou mais diluída. Observe que na diluição a massa de soluto não se altera, é o volume da solução que aumenta pelo acréscimo de água. Diluição de Soluções • Em uma diluição a quantidade de soluto não se altera, assim a quantidade de soluto inicial e final é igual • Ao se diluir uma solução a quantidade de soluto dissolvida não se altera, porém o volume total da solução aumenta e a massa total da solução também aumenta Massa ou número de mols Exemplo: • Aqueceu-se 800 ml de solução 0,02 mol/L de fosfato de sódio (Na3PO4), até que o volume de solução foi reduzido de 600 ml. A concentração molar da solução final é: a) 2,0 x 10-3 mol/L b) 8,0 x 10-2 mol/L c) 1,0 x 10-2 mol/L d) 1,5 x 10-3 mol/L e) 5,0 x 10-3mol/L Ci. Vi = Cf.Vf Exemplo 2: • Um técnico tem 500 ml de uma solução de um herbicida e precisa reduzir a concentração, em mol/L, a ¼ do valor inicial. Como ele deve proceder? Resposta: Adicionar 1,5 L de solvente (diluir o herbicina) Ci.Vi= Cf.Vf 1 mol/L X 0,5 L = ¼ mol/L X Vf Vf= 2 L REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • RUSSEL, J. B. Química Geral. 2 ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 1994. • MASTERTON, S. S. Princípios de Química. Rio de Janeiro: LTC, 1990. • PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano. São Paulo: Moderna, 2007.
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