Aula 2 Unidades de Concentração

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27/08/2013 
1 
Prof. Dr. Ricardo Erthal Santelli 
Unidades de Concentração 
de Soluções 
Química Analítica – IQA 121 
Professor Titular – Departamento de Química Analítica – UFRJ 
2 
Tabela Periódica 
Tabela Periódica 
4 
SOLUÇÕES: misturas HOMOGÊNEAS de duas ou mais 
substâncias. 
 
Soluções aquosas: são as mais empregadas na Química 
Analítica. 
 
Qualquer solução é sempre composta por : 
 
 SOLUTO: componente presente em MENOR 
proporção. 
 
 SOLVENTE: componente presente em MAIOR 
proporção. 
Soluções 
5 
EXEMPLOS: 
 
 HCl concentrado 
 
 HCl 37 % (m/m) 
 
 37 g de HCl em 100 g de solução 
 
 
 H2O 
 
 HCl 
Soluções 
6 
EXEMPLOS: 
 
 H2SO4 concentrado 
 
 H2SO4 98 % (m/m) 
 
 98 g de H2SO4 em 100 g de solução 
 
 
 
 H2SO4 
 
 H2O 
Soluções 
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EXPRESSA A RELAÇÃO ENTRE O SOLUTO E O SOLVENTE 
 
Ex.: HCl 37 % e d = 1,19 g/mL 
 
Qual seria a % em m/v ? 
 
Qual o volume ocupado por 100 g de solução de HCl 
concentrado ? 
 
 d = m / v 
 
 v = m / d = 100 / 1,19 = 84 mL 
Unidades de Concentração de Soluções 
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 37 g HCl - 84 mL 
 x - 100 mL 
 
 x = 44 g de HCl 
 
 44 g de HCl em 100 mL do ácido clorídrico 
 concentrado 
 
 HCl 44 % (m/v) 
 
 HCl 44 % (m/v) = HCl 37 % 
Unidades de Concentração de Soluções 
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1) Título: expressa a concentração em gramas do soluto 
por cada litro de solução. 
 
Ex.: Qual o título de uma solução de HCl 44 % (m/v) 
 
Unidades de Concentração de Soluções 
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1) Título: expressa a concentração em gramas do soluto 
por cada litro de solução. 
 
Ex.: Qual o título de uma solução de HCl 44 % (m/v) 
 44 g - 100 mL 
 x - 1000 mL 
 
 x = 440 g 
 HCl = 440 g/L HCl = 440 g L-1 
 
 HCl = 440 g L-1 = HCl 44 % (m/v) = HCl 37 % 
Unidades de Concentração de Soluções 
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2) Percentagem: expressa a concentração em gramas do 
soluto por cada: 
 
 100 g de solução % 
 
 100 mL de solução % (m/v) 
Unidades de Concentração de Soluções 
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3) Tipo 1 + n: expressa a relação de volumes de ácidos 
concentrados e água. 
 
Ex.: HCl 1 + 5 
 
 1 volume de HCl concentrado 
 5 volumes de água 
 
 H2SO4 1 + 1 
 
 1 volume de H2SO4 concentrado 
 1 volume de água 
Unidades de Concentração de Soluções 
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4) Molaridade (M) ou Formalidade (F): expressa a 
relação entre a quantidade do soluto em moles ou em 
fórmulas-grama por litro de solução. 
 
Ex.: H2SO4 1 M ( mol L
-1 ) 
 
MM H2SO4 = 98 g/mol 
 
 
 H2SO4 1 M = 98 g de H2SO4 em 1 L de solução 
 
 H2SO4 1 F 
Unidades de Concentração de Soluções 
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5) Normalidade (N): expressa a relação entre a 
quantidade do soluto em equivalentes-grama por litro 
de solução. 
 
Equivalente-grama: massa da substância que equivale 
(reage) a 1 g de hidrogênio. 
 
Ex.: NaOH 0,1 N 
 
MM NaOH = 40 g/mol 
 
 
Unidades de Concentração de Soluções 
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O equivalente-grama de qualquer substância 
DEPENDE DA REAÇÃO 
 
Qual o equivalente-grama do NaOH ? 
 
 NaOH + HCl NaCl + H2O 
 
NaOH equivale quimicamente a 1 g de hidrogênio 
 
 Eq.g NaOH = MM / 1 = 40 g 
 
 NaOH 0,1 N = NaOH 4 g/L 
Unidades de Concentração de Soluções 
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Qual o equivalente-grama do HCl ? 
 
 NaOH + HCl NaCl + H2O 
 
HCl equivale quimicamente a 1 g de hidrogênio 
 
 Eq.g HCl = MM / 1 = 37,5 g 
 
 
Unidades de Concentração de Soluções 
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Qual o equivalente-grama do H2SO4 ? 
 
 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O 
 
H2SO4 equivale quimicamente a 2 g de hidrogênio 
 
 Eq.g H2SO4 = MM / 2 = 98 / 2 = 49 g 
 
 
 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O 
 
EQUIVALENTE-GRAMA SEMPRE REAGE COM 
EQUIVALENTE-GRAMA 
Unidades de Concentração de Soluções 
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6) Tipo – partes por milhão (ppm) 
 
 1 ppm 
 
 1 parte em 1 000 000 de partes 
 
Ex.: Solução de Cu2+ na concentração de 1 ppm 
 
 1 parte de íon cobre (II) em 1 000 000 partes de água 
 
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 1 g em 1 000 000 g 
 
 1 g em 1 000 kg 
 
 1 g em 1 ton g / ton 
 
 mg / kg mg / L 
 
 µg / g µg / mL 
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 ppb = partes por bilhão 
 
 
 ppt = partes por trilhão 
 
 
 etc..... 
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Calcular os equivalentes-grama dos reagentes nas 
reações: 
 
Fe2(SO4)3 + NH4OH Fe(OH)3 + (NH4)2SO4 
 
Pb(CH3COO)2 + K2CrO4 PbCrO4 + CH3COOK 
 
Cr2O7
2- + NO2
- + H+ Cr3+ + NO3
- + H2O 
 
MnO4
- + H2O2 + H
+ Mn2+ + O2 + H2O 
 
S2O3
2- + I2 S4O6
2- + I- 
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 Exercícios 
 
1) Qual a M e a N de uma solução de H2SO4 13 % quanto 
atua em uma reação de neutralização completa. 
Dado: d = 1,090 g/mL. 
 
 M = no de moles por litro 
 
Vamos partir de 1 L desta solução e saber qual é a sua 
massa: 
 
 d = m / v portanto: m = d v 
Unidades de Concentração de Soluções 
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 m = d v = 1,090 g/mL x 1000 mL 
 
 m = 1090 g de solução 
 
Como conhecemos a %, podemos calcular a massa de 
H2SO4 em 1 L da solução 
 
 13 g H2SO4 - 100 g de solução 
 x - 1090 g 
 
 x = 141,7 g de H2SO4 
Unidades de Concentração de Soluções 
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 Já sabemos que temos 141,7 g de H2SO4 por L de 
solução 
 
Qual a massa molecular do H2SO4 
 
 MM H2SO4 = 98 g / mol 
 
Então: 
 98 g - 1 mol 
 141,7 g - x 
 
 x = 1,45 moles 
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 Temos 1,45 moles de H2SO4 em 1 L de solução 
 
 Logo: 
 
 H2SO4 = 1,45 M = 1,45 moles/L 
Unidades de Concentração de Soluções 
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 Qual a N ? 
 
 Qual o equivalente-grama do H2SO4 ? 
 
 Reação ? 
 
 De neutralização completa: 1 mol de H2SO4 equivale 
a 2 gramas de hidrogênio 
 
 Eq. g do H2SO4 = MM / 2 = 49 g 
Unidades de Concentração de Soluções 
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 49 g de H2SO4 - 1 Eq. g 
 141,7 g - x 
 
 x = 2,89 Eq. g 
 
 2, 89 Eq. g em 1 L de solução 
 
 H2SO4 = 2,89 N 
Unidades de Concentração de Soluções 
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 2) Quantas gramas de K2SO4 são necessárias para 
preparar 50 mL de uma solução 0,2 N para reagir 
como: 
 Ag+ + SO4
2- Ag2SO4 
Unidades de Concentração de Soluções 
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 2) Quantas gramas de K2SO4 são necessárias para 
preparar 50 mL de uma solução 0,2 N para reagir 
como: 
 Ag+ + SO4
2- Ag2SO4 
 
 Eq. g do K2SO4 = MM / 2 = 174 / 2 = 87 g 
 
 87 g K2SO4 - 1 Eq g 
 x - 0,2 
 
 x = 17,4 g de K2SO4 
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 17,4 g de K2SO4 - 1000 mL 
 x - 50 
 
 x = 0,87 g de K2SO4 
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 3) Ácido nítrico, sob certas condições, é capaz de 
oxidar Cuo a Cu2+ e liberar NO. Qual a normalidade de 
uma solução cuja concentração é 36,03 % (d = 1,225 
g/mL) quando a mesma é usada para a dissolução do 
cobre ? 
 
Qual será a reação que ocorre ? 
 
HNO3 + Cu
o + H+ Cu2+ + NO + H2O 
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HNO3 + Cu
o + H+ Cu2+ + NO+ H2O 
 
Reação não está equilibrada 
 
Semi-reações: 
 
HNO3 + H
+ + e NO + H2O 
 
 
Cuo Cu2+ + e 
 
Unidades de Concentração de Soluções 
33 
 
HNO3 + 3 H
+ + 3 e NO + 2 H2O 
 
 
Cuo Cu2+ + 2 e 
 
Unidades de Concentração de Soluções 
34 
 
HNO3 + 3 H
+ + 3 e NO + 2 H2O x 2 
 
 
Cuo Cu2+ + 2 e x 3 
 
Somando: 
 
2 HNO3 + 6 H
+ + 6 e + 3 Cuo 2 NO + 4 H2O 
 + 3 Cu2+ + 6 e 
 
2 HNO3 + 6 H
+ + 3 Cuo 2 NO + 4 H2O + 3 Cu
2+ 
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Mas qual a N do HNO3 ? 
 
 HNO3 = 36,03 % e d = 1,225 g/mL 
 
Qual a massa de HNO3 em 1 L ? 
 
 36,03 g HNO3 - 100 g 
 x - 1225 g da solução 
 
 x = 441,4 g de HNO3 
 
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Mas qual o Eq g do HNO3 ? 
 
 Eq g HNO3 = MM / ? 
 
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Mas qual o Eq g do HNO3 ? 
 
Eq g do HNO3 = MM / 3 = 63 / 3 = 21 g 
 
 
 1 Eq g - 21 g de HNO3 
 x - 441,4 g HNO3 
 
 x = 21 Eq g 
 
 21 Eq g / L HNO3 21 N 
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