Soluções - Parte 3

3. Unidades de concentrações de soluções

Concentração é a denominação dada a qualquer solução entre a quantidade de soluto e solvente, ou entre a quantidade de soluto e solução.

Definições e unidades utilizadas para expressar concentração de soluções:

Definição	Notação	Unidade	Aplicação
Concentração	C	g/l, g/ml	Geral
Título	T	-	Geral
Porcentagem	P	%	Geral
Molaridade	M	M, molar ou mol/l	Química
Densidade	D	g/l, g/ml	Química
Molalidade	W	molal	Química e Física
Fração Molar	FM	mols	Química e Física

3.1. Concentração comum ou concentração em g/l

a) Conceito:

É a razão entre a massa de soluto, em gramas, e o volume de solução em litros ou ml.

b) Expressão matemática

Onde:

C = concentração (g/l);

m1 = massa do soluto (g);

V = Volume de solução (l ou ml).

c) Unidade: Gramas por litro, g/l ou g/ml.

d) Significado:

A concentração nos indica a quantidade de soluto, em gramas, que existe em um litro ou em um ml de solução.

Exemplo:

- Uma solução 1 g/l possui um grama de soluto dissolvido em um litro de solução; uma solução 20 g/l possui 20 gramas de soluto dissolvidos em um litro de solução.

1 g/l........1 g de soluto..........1 l de solução;

20 g/l........20 g de soluto..........1 l de solução;

30 g/ml........30 g de soluto..........1 ml de solução.

3.2. Condentração em massa ou título

a) Conceito

É a razão entre a massa de soluto e a massa de solução.

b) Expressão matemática

Onde:

T = título

m1 = massa do soluto

m2 = massa do solvente

m1 + m2 = m (massa da solução).

c) Unidade

O título de uma solução é um número sem unidades, maior que zero e menor que um. Geralmente utiliza-se o título expresso em porcentagem. Para isso, multiplica-se o título em massa por 100.

d) Significado

O título nos dá a porcentagem em peso de uma solução, ou seja, a quantidade em gramas de soluto que existem em 100 gramas de solução. Exemplo:

- Uma solução de KCl 10 % possui 10 gramas de KCl em 100 g de solução ou em 90 g de água.

0,1 ......0,1 g de soluto......1 g de solução ou 0,9 g de solvente;

10 %......10 g de soluto......100 g de solução ou 90 g de solvente;

30 %......30 g de soluto......100 g de solução ou 70 g de solvente.

3.3. Concentração molar, concentração em mol/l ou molaridade.

a) Conceito

É a razão entre o número de mols de soluto e o volume de solução dado em l.

b) Expressão matemática

Onde:

M = Concentração em mol/l;

n1 = número de mols de soluto;

V = volume de solução (litros);

m1 = massa de soluto (gramas);

Mol = massa molar do soluto.

c) Unidade : mol por litro (mol/l), molar.

d) Significado

A concentração molar ou molaridade, nos indica o número de mols de soluto que existe em um litro de solução. Exemplo:

- Uma solução 1M possui um mol de soluto dissolvido em um litro de solução. Uma solução 0,5M possui 0,5 mols de soluto dissolvidos em um litro de solução.

3.4. Concentração molal ou molalidade

a) Conceito

É a razão entre o número de mols de soluto e a massa de solvente, dada em kg.

b) Expressão matemática

Esta equação, no entanto, deve ser multiplicada por mil, porque a molalidade é expressa em número de mols por quilograma de solvente. Com isso, temos:

Onde:

W = molalidade;

m1 = massa de soluto (gramas);

m2 = massa de solvente (quilogramas);

Mol = massa molar.

c) Unidade: molal.

d) Significado

A concentração molal nos indica o número de mols de soluto que existe em um quilograma de solvente. Exemplo:

- Uma solução 1 molal, possui um mol de soluto dissolvido em um quilograma de solvente. Uma solução 4 molal possui 4 mols de soluto em um quilograma de solvente.

1 molal.....1 mol de soluto.....1000 g de solvente;

2 molal.....2 mol de soluto.....1 kg de solvente;

0,3 molal.....0,3 mol de soluto.....1 kg de solvente.

3.5. Fração molar

a) Conceito

A frção molar de uma solução é a relação entre o número de mols deste componente e o número total de mols da solução.

b) Expressão matemática

Se a solução apresenta apenas um tipo de soluto, a expressão da Fração Molar será:

Onde:

FM1 = fração molar do soluto;

FM2 = fração molar do solvente;

n1 = número de mol de soluto;

n2 = número de mol de solvente.

Se a solução apresentar mais de um soluto, calcula-se a relação entre o número de mols do soluto ou solvente em questão, e o somatório do número de mols dos demais componentes.

Para obter a percentagem molar de uma solução, multiplica-se a fração molar por 100.

%M = FM x 100

Onde: %M = porcentagem molar.

c) Unidade

A fração molar não tem unidade, é um número maior que zero e menor que um, quando multiplicado por 100 (porcentagem molar) expressa-se o resultado em mols %.

d) Significado

A porcentagem molar nos indica o númro de mols de um componente de uma solução, que existem em 100 mols de solução. A fração molar nos indica a fração de mols de um componente por mol de solução.

Uma solução de NaCl que tem uma porcentagem molar de 5%, possui 5 mols de NaCl dissolvidos em 95 mols de água, ou 100 mols de solução. Esta mesma solução teria fração molar igual a 0,05 ou 0,05 mols em 0,95 mols de água.

FM1 = 0,1.....0,1 mol de soluto.....1 mol de solução;

% M = 10%.....10 mols de soluto.....100 mols de solução.

A soma das frações molares de todos os componentes de uma solução é igual a uma unidade, e a soma das porcentagens molares é igual a 100.

SFM = 1

S%M = 100

3.6. Densidade

a) Conceito

É a razão da massa da solução pelo volume da solução, dada em l ou ml.

b) Expressão matemática

Onde:

d = densidade;

m = massa da solução;

V = volume da solução, dada em l ou ml.

c) Unidade: g/l ou g/ml.

d) Significado

A densidade indica a massa, em gramas, encontrada num litro ou mililitro de solução. Exemplos:

- Uma solução de densidade 1 g/ml possui massa de 1 g por ml de solução, ou seja 1 ml de solução apresenta massa igual a 1 g.

- Uma solução de densidade 980 g/l possui massa 980 g por 1 l de solução, ou seja, 1 l de solução apresenta massa igual a 980 g.

3.8 Relações entre as unidades de concentração

a) Relação entre concentração e título

Dividindo a concentração pelo título, temos:

Simplificando a massa, tem-se:

A densidade de uma solução é igual a massa da solução dividida pelo volume.

Numa solução, no entanto, a massa solução é igual a soma da massa de soluto e do solvente, assim, pode-se escrever:

Logo:

Para obtermos a conventração em g/L, devemos multiplicar a expressão obtida por 1000 (mil) porque a densidade é expressa em g/mL. Com isso, a relação entre a concentração e o título fica:

C = 1000. d . T

b) Concentração e molaridade

e

Dividindo a concentração pela molaridade temos:

Simplificando a massa e o volume, tem-se:

Por Setrem Site de Química.