Módulo 3

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CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES
A concentração de uma solução, expressa por diferentes grandezas, mostra a relação que há entre uma certa quantidade de soluto dissolvido em uma certa quantidade de solução, ou apenas de solvente.
 1. TIPOS DE CONCENTRAÇÃO
1.1
CONCENTRAÇÃO COMUM (C)
É muito usada para indicar a composição de medicamentos, de alimentos, de exames médicos de glicemia, etc.
Por definição, a concentração comum indica a massa de soluto (m1) presente em 1L (V) de solução.
Normalmente ela é expressa em gramas/litro (g/l)
No entanto ela pode ser expressa por qualquer unidade de massa e volume.
Massa 
( 
miligrama (mg), grama (g), quilograma (kg)
Volume 
(
mililitro (ml), decilitro (dl), metro cúbico (m3), centímetro cúbico (cm3). Lembrando que 1 ml = 1 cm3
EXEMPLO RESOLVIDO
(FUVEST-SP) Considere duas latas do mesmo refrigerante, uma na versão "diet" e outra na versão comum. Ambas contêm o mesmo volume de líquido (300 ml) e têm a mesma massa quando vazias. A composição do refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma diferença: a versão comum contem certa quantidade de açúcar, enquanto a versão "diet" não contem açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foram obtidos os seguintes resultados:
	Amostra
	Massa (g)
	Lata com refrigerante comum
	331,2
	Lata com refrigerante "diet"
	316,2
Por esses dados pode-se concluir que a concentração em g/L de açúcar no refrigerante comum é de, aproximadamente:
a) 0,020
b) 0,050
c) 1,1
d) 20
e) 50
RESOLUÇÃO
1. Cálculo da massa de açúcar
2. Cálculo da concentração em g/L
 Refrigerante comum ( 331,2g
 em 300ml 
( 15g de açúcar
 Refrigerante "diet" ( 316,2g
 em 1000ml
( 
x
 
 massa do açúcar
( 15,0g
x = 50g/L
CUIDADO:
Os densímetros são aparelhos muito utilizados em postos de combustíveis para controlar a qualidade dos combustíveis.
De acordo com a ANP (Agência Nacional do Petróleo), o etanol vendido nos postos de abastecimento deve apresentar densidade entre 0,805 e 0,811 g/ml.
MODELO RESOLVIDO
(FESP) O volume de álcool etílico que devemos misturar com 80 cm3 de água destilada para obtermos uma solução alcoólica de densidade 0,93 g/cm3 é (despreze a contração de volume que acompanha a mistura de álcool com água): (Dados: dH2O = 1 g/cm3; dC2H5OH = 0,79 g/cm3)
a) 4 cm3;
b) 40 cm3;
c) 60 cm3;
d) 70 cm3;
e) 65 cm3;
RESOLUÇÃO
H2O ( d = 1 g/cm3 ( d = 
V
m
 ( m = d . V ( m = 1 . 80 = 80g
C2H5OH ( d = 0,79 g/cm3
 
x =
V = 40cm3
1.2
CONCENTRAÇÃO DA ÁGUA OXIGENADA EM VOLUMES
O peróxido de hidrogênio - H2O2 é miscível com a água em todas as proporções e sua solução aquosa se chama água oxigenada, que é uma solução antisséptica utilizada para limpar ferimentos bem como clarear cabelos.
Existe uma forma especial de se comercializar soluções de peróxido de hidrogênio. Expressa-se o número de volumes do oxigênio liberados nas CNTP para cada litro de solução empregada.
Ou seja:
Assim:
Água oxigenada a 10 volumes significa que 1 litro da solução aquosa de H2O2, irá liberar 10 litros de oxigênio (CNTP) se todo o H2O2 sofrer decomposição.
Através do cálculo estequiométrico podemos calcular a concentração da solução de H2O2 por gramas por litro.
Exemplo: Água oxigenada 10 volumes.
Expressando a concentração em gramas/litro:
x = 30,36g que corresponde à concentração de 30,36g/L
Expressando a concentração em mol/litro:
1.3
TÍTULO
O título tanto pode ser expresso em massa (título em massa) quanto em volume (título em volume). É uma grandeza adimensional, ou seja, não tem unidade.
( O título em massa expressa a relação entre a massa do soluto e a massa da solução:
Indica quantos gramas de soluto estão contidos em 1g de solução
Exemplo:
( = 0,1 ( Em cada 1g de solução há 0,1g de soluto
( O título em volume expressa a relação entre o volume do soluto e o volume da solução:
Indica quantos LITROS de soluto estão contidos em 1 LITRO de solução
Exemplo:
(V = 0,12 ( Em cada 1 litro de solução há 0,12 litros de soluto
( Na prática é mais comum utilizar o título em porcentagem
EXEMPLO RESOLVIDO
(UEL-PR) A mistura água e álcool é sempre homogênea, em qualquer proporção. O conteúdo de álcool na mistura pode ser expresso de diversas maneiras. No comércio, por exemplo, as garrafas de álcool costumam apresentar esta informação expressa como sendo 96,0 °GL e/ou 92,8 INPM. 
°GL - indica a porcentagem em volume de álcool na mistura. 
INPM - indica a porcentagem em massa de álcool na mistura.
Sabe-se que a solução obtida pela fermentação do açúcar apresenta um volume de etanol em torno de 10%. Com destilações sucessivas, é possível elevar o conteúdo alcoólico até cerca de 96% em volume. Uma purificação maior do álcool exige outros tratamentos, como, por exemplo, a adição de CaO, que reage com a água presente, retirando-a da mistura. O álcool absoluto ou anidro, assim obtido, é etanol praticamente isento de água, podendo ser utilizado como combustível para automóveis em sua forma pura ou misturado com gasolina. 
Com base nas informações, é correto afirmar:
a) 
500 g de uma solução alcoólica a 60,0 °INPM contêm 300 g de álcool etílico.
b) 
Por destilações sucessivas, é possível elevar o conteúdo de etanol a 96 g por 100 g da mistura.
c) 
É possível obter álcool absoluto por destilações simples.
d) 
Álcool com indicação 92,8 °INPM pode ser preparado misturando-se 46,4 mL de etanol e 3,60 mL de água.
e) 
Álcool com indicação 96,0 °GL pode ser preparado misturando-se 96,0 mL de etanol com 100 mL de água.
RESOLUÇÃO
x = 300g de etanol
1.4
PARTE POR MILHÃO - ppm
Parte por milhão indica quantos miligramas de soluto estão contidos em um quilograma de solução.
Como podemos notar, é usada para soluções extremamente diluídas, isto é, apresentam uma quantidade de soluto muito pequena dissolvida em uma quantidade muito grande de solvente ou de solução, servindo como parâmetro para medir a qualidade da água, do ar, de alimentos, etc.
Por outro lado ppm também indica quantas unidades de soluto há em 1.000.000 ou 106 unidades do solvente ou da solução.
Esta comparação pode ser feita entre massa: ppm (m/m) entre massa e volume (m/v) e entre volume (v/v).
Exemplos:
( A água potável não pode conter mais do que 0,5 ppm (m/m) de mercúrio, ou seja, 0,5 mg de mercúrio para cada 1 kg de água.
( A qualidade do ar é considerada inadequada se o teor de CO atingir 15 ppm (v/v) ou seja, 15 litros de CO para cada 1.000.000 de litros de ar.
EXERCÍCIO RESOLVIDO
(Cefet-SP) A fluoretação da água é uma das etapas do seu tratamento e tem como meta diminuir a incidência de cáries dentárias, porém a ingestão de flúor em determinada quantidade pode ser prejudicial à saúde ou mesmo atingir um grau de toxicidade, em especial na fase infantil. Segundo um estudo realizado pela USP, estima-se que crianças maiores de 5 anos possam ingerir até 30% do dentifrício utilizado na escovação.
A dose provável tóxica (DPT) é de 5 mg/kg. Considere as informações contidas em uma embalagem de um creme dental:
Peso líquido: 90 g
Ingredientes: contém 1500 ppm de flúor
Não ingerir
Considerando que uma criança de 5 anos e 15 kg de massa corpórea, ao escovar os dentes, ingira em média 30% do creme dental, a que quantidade de flúor, aproximadamente, ela estaria exposta após usar um creme dental inteiro?
a) 
Quantidade abaixo da DPT para a idade, 0,20 mg. 
b) 
Quantidade abaixo da DPT para a idade, 10 mg. 
c) 
Quantidade abaixo da DPT para a idade, 40 mg.
d) 
Quantidade acima da DPT para a idade, 90 mg.
e) 
Quantidade acima da DPT para a idade, 120 mg.
RESOLUÇÃO
Massa limite de F que a criança pode ingerir:
Quantidade de F presente no creme dental:
Quantidade de F ingerida pela criança:
1.5
CONCENTRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA POR LITRO OU EM MOL/LITRO OU CONCENTRAÇÃO MOLAR
A concentração MOLAR ou em MOL/LITRO indica o número de mols de soluto que se encontra dissolvido em um litro de solução.
onde:
M = concentração MOLAR
n1 = nº de mols do solutoV = volume da solução em litro
M1 = massa do soluto
M1 = massa molar do soluto
EXERCÍCIO RESOLVIDO
(USJT-SP) O ácido tartárico, C4H6O6 (conservante), usado em alguns refrigerantes, pode ser obtido a partir da uva durante o processo de fabricação do vinho.
Se a concentração em quantidade de matéria de ácido tartárico num refrigerante é 0,175 mol, qual é a massa de ácido utilizada na fabricação de 100 000 L desse refrigerante?
a) 17 500 g 
b) 116,6 kg 
c) 0,857 t 
d) 1,75 kg
e) 2,62 t
RESOLUÇÃO
1º. Cálculo da Massa Molar do Ác. Tartárico
MASSA MOLAR DO C4H6O6 = 150g/mol
2º. Cálculo da quantidade de matéria (de mol)
3º. Cálculo da massa
1.6
A CONCENTRAÇÃO EM MOL/LITRO DE ÍONS
Em certas soluções é necessário relacionar a concentração em mol/litro do soluto iônico com a concentração em mol/litro dos seus íons em solução.
Para o cálculo da concentração em mol/litro dos íons devemos partir sempre da equação de ionização para soluto molecular (HCl, H2SO4, H3PO4) e da equação de dissociação para soluto iônico (NaOH, CaCl2, Al2(SO4)3).
EXERCÍCIO RESOLVIDO
Quantos mols de cátions Al3+ e ânions SO
-
2
4
 há numa solução de 2 mol/L de Al2(SO4)3?
RESOLUÇÃO
Esquema prático:
Multiplique a concentração de 2mol/L pelo índice do íon desejado.
Resposta: 
[Al3+] = 2 mol/L . 2 ( 4 mol/L
[SO
-
2
4
] = 2 mol/L . 3 ( 6 mol/L
1.7
CONCENTRAÇÃO MOLAL - MOLALIDADE
A molalidade indica o número de mols de soluto presente em 1 Kg de solvente.
onde:
W = molalidade
m1 = massa do soluto
m2 = massa do solvente
M1 = massa molar do soluto
MODELO RESOLVIDO
(UFES) Qual a molalidade (concentração em mol/kg) de uma solução que contém 34,2 g de sacarose, C12H22O11, dissolvidos em 200 g de água? (Dado: C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u)
a) 0,1 molal (mol/kg)
b) 0,005 molal (mol/kg)
c) 0,5 molal (mol/kg)
d) 1,2 molal (mol/kg)
e) 0,0005 molal (mol/kg)
RESOLUÇÃO
Cálculo da massa molar da C12H22O11
C = 12 x 12 = 144g
H = 1 x 22 = 22g
O = 16 x 11 = 176g
M1 = 342g/mol
Cálculo do número de mols
RESOLUÇÃO (continuação)
Cálculo da MOLALIDADE
1.8
RELAÇÃO ENTRE AS UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO
A - Relação entre concentração comum e título.
B - Relação entre concentração comum e Molaridade.
C - Igualando I e II 
MODELO RESOLVIDO
(U. F. Viçosa-MG) Um rótulo de licor de cacau contém a seguinte indicação: 17,3°GL (graus Gay-Lussac).
O número 17,3 indica a porcentagem de álcool etílico (H3CCH2OH) na bebida.
Sabendo-se que a densidade do álcool etílico é 0,80 g • cm-3, a concentração de álcool neste licor, em mol • L-1, é:
a) 3,8 
b) 13,8 
c) 2,1
d) 21,6
e) 3,0
RESOLUÇÃO 
Interpretando a densidade
Porcentagem em massa: 17,3% ( ( = 0,173
Massa molar do H3CCH2OH = 46g/Mol
Utilizando a fórmula
ATIVIDADES
01. (UEM) A recente "lei seca" (Lei 11.705, de 2008) estabelece que quem conduzir veículos automotores sob a influência de qualquer concentração alcoólica no sangue (tolerância zero) está sujeito à multa e também proíbe a condução do veículo, caso a concentração esteja igual ou superior a 6 decigramas de álcool por litro de sangue. Sabendo-se que algumas marcas de cerveja indicadas no rótulo como "sem álcool" possuem ainda assim 0,5% de álcool (título em volume) e considerando as informações I, II, III e IV, que vêm a seguir, assinale o que for correto.
I) 
O indivíduo ingere apenas a cerveja a que se refere o enunciado e que todo álcool ingerido estará presente no sangue no momento do teste do bafômetro e nenhum consumo metabólico ocorre no corpo;
II) 
O termo "álcool" refere-se a etanol, densidade = 0,8 g/cm3;
III) 
O volume contido em uma lata de cerveja é 350 mililitros;
IV) 
Para descobrir o volume aproximado (em litros) de sangue no corpo humano, basta multiplicar seu peso (massa) por 0,07.
01) 
Após a ingestão de 5 latas da cerveja, um indivíduo de 70 kg, ao passar pelo teste do bafômetro, não só será multado como também estará proibido de conduzir o veículo.
02) 
Após a ingestão de 10 latas da cerveja, um indivíduo de 150 kg terá concentração de álcool no sangue, em porcentagem em volume, menor do que 0,2%.
04) 
Após a ingestão de 2 latas da cerveja, um indivíduo terá 7 mL de álcool no sangue. 
08) 
A massa de álcool em uma lata de cerveja é de 1,75 gramas. 
16) 
Em uma lata de cerveja, a concentração em mols por litro de etanol é igual a 10.
02. (UEPG-PR) Com relação às soluções descritas abaixo e suas concentrações, assinale o que for correto.
01) Uma solução aquosa de NaCl que apresenta 12,5% em massa, significa que, para 100 g de solução, tem-se 12,5 g do soluto para 100 g do solvente.
02) 200 g de uma solução aquosa de KNO3 30,5% em massa contêm 61 g de soluto KNO3 para 139 g de H2O.
04) Para preparar 1 L de uma solução aquosa de NaCl a 0,9%, dispondo de H2O destilada (d=1,0 g/mL), uma proveta e uma balança, deve-se pesar 0,9 g de NaCl puro e adicionar 991 mL de H2O.
08) Um álcool hidratado, que apresenta concentração de 92% em volume, significa que, para cada 100 mL de solução, tem-se 92 mL do álcool puro e 8 mL de H2O.
16) O uísque apresenta teor alcoólico de 43% em volume, o vinho do porto 13,5% em volume e o conhaque 40% em volume, tomados em doses iguais dentre as três bebidas a que embriagaria primeiro uma pessoa seria o uísque, pois apresenta uma maior quantidade de álcool.
03. (FMJ SP) O ácido clorídrico é uma solução aquosa, fortemente ácida e bastante corrosiva.
O valor que mais se aproxima do teor em massa de HCl na solução de ácido clorídrico P.A. (pureza analítica) do frasco representado na figura é:
a) 12%.
b) 23%.
c) 30%.
d) 37%. 
e) 43%.
04. (UEM) Assinale o que for correto. 
01) 
Uma bebida alcoólica que possui 10% em massa de etanol e densidade igual a 0,97 g/ml terá uma concentração aproximada de 2,1 mol/l. 
02) 
São necessários 42 g de fluoreto de sódio para fluoretar 38.000 litros de água, de tal modo que a concentração de íons fluoreto seja 0,5 ppm (partes por milhão). 
04) 
Sabendo-se que o soro fisiológico é uma solução isotônica em relação aos líquidos corporais e que o mesmo contém 0,6% (massa/volume) de NaCl em água, sua concentração em mol/e será aproximadamente 0,1. 
08) 
Assumindo que a concentração de SO2 em uma solução é de 1 x 10-3 mols por litro, uma alíquota de 200 ml dessa solução terá aproximadamente 6,4 mg de dióxido de enxofre. 
16) 
O leite é um tipo de colóide classificado como emulsão.
05. (UEM) Sabendo-se que um químico dissolveu 63 g de fluoreto de sódio em 1.990 g de água, perfazendo um volume final de solução de 2.000 mL, assinale a(s) alternativa(s) correta(s) a respeito dessa solução. Considere d = 1 g/mL para a água pura.
01) 
A solução apresenta 1,5 moI/L de NaF.
02) 
A densidade da solução é aproximadamente 1,02 x 10-3g/L.
04) 
Como a solubilidade de NaF em água é de 4,2g por 100 mL de água, a solução não está saturada.
08) 
A concentração molal da solução é maior que 0,75 mol/kg.
16) 
A soma da fração molar de NaF com a fração molar de água na solução é igual a 1.
Resposta: C
Resposta: e
RESPOSTA: E
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