Concentraçao de soluçoes

Concentraçao de soluçoes

Massa

Representação soluto

Em laboratório, as soluções normalmente são preparadas dissolvendo-se uma massa determinada de soluto em uma certa quantidade de solvente.

Observações:

1. Quando se prepara uma solução utilizando uma pequena quantidade de soluto sólido, verificase que o volume da soluçãoé praticamente igualao volume de águaadicionado.

2. Para facilitar nosso trabalho, adotaremos o índice 1 para indicarmos o soluto, o índice 2 para indicarmos o solvente, e os dados relacionados à solução não conterão índices.

Assim:

O conhecimento das quantidades de soluto, solvente e solução nos permite estabelecer algumas relações matemáticas, denominadas concentração das soluções.

CONCENTRAÇÕES DAS SOLUÇÕES Concentração comum (C) É a relação entre a massa do soluto e o volume da solução:

O rótulo do frasco ao lado nos indica que existem 50 g de NiSO4em 1,0 L de solução:

Assim, temos:

Densidade da solução (d) É a relação entre a massa da solução e o seu volume:

C =C =g/L; g/mL; …

277Unidade 10 — Soluções massa do solutovolume da solução

C == = C = 50 g/Lm1V50 g

1,0 L

d =d =g/L; g/mL; …

massa da soluçãovolume da soluçãom V

50 g de NiSO41,0 L de solução 25 g de NiSO40,50 L de solução

xmg solutokg solvente (solução) xppm =

O rótulo do frasco da página anterior nos indica que 1,05 g da solução apresentam um volume de 1,0 mL, ou seja:

Assim, temos:

Título (T) (τ),porcentagem em massa e ppm

Esse tipo de concentração, que relaciona as massas de soluto e solução, é um dos mais utilizados nas indústrias químicas e farmacêuticas:

O rótulo do soro fisiológico nos indica que a porcentagem em massa é 0,9%, ou seja, que existem 0,9 g de soluto (NaCl) em cada 100 g de solução:

Atualmente, para indicar concentrações extremamente pequenas, principalmente de poluentes do ar, da terra e da água, usamos a unidade partes por milhão, representada por ppm.

Esse termo é freqüentemente utilizado para soluções muito diluídas e indica quantas partes do soluto existem em um milhão de partes da solução.

Assim, uma solução 20 ppm contém 20 gramas do soluto em 1 milhão de gramas da solução.

Como a solução é muito diluída, a massa de solvente é praticamente igual à massa da solução. Então, quando trabalhamos com ppm, consideramos que a massa do solvente corresponde à massa da solução.

A relação matemática para a determinação do ppm pode ser dada por:

ou:ou ainda:

d == = 1,05 g/mL

PARTE2 — FÍSICO-QUÍMICA 278 mV1,05 g 1,0 mL

τ== τ= m1m

m1 + m2 massa do soluto massa do soluto+ massa do solvente

O soro fisiológico pode ser usado no tratamento da desidratação.

Detritos domésticos e industriais são lançados nas águas e, mesmo em pequenas quantidades (ppm), provocam poluição.

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1,05 g de solução1,0 mL de solução
1050 g de solução1000 mL de solução (1,0 L)

d = 1,05 g/mL ou d = 1050 g/L

τ== 0,009 = 0,9% em massa de NaCl

m1= 0,9 gm = 100 g na solução xg soluto 106g solvente (solução) xppm = d = ?m = 1,05 g V = 1,0 mL xg soluto xg solvente (solução) xppm =. 10–6

Thales T rigo

Vejamos um exemplo prático da utilização do ppm:

De acordo com a padronização internacional, a água potável não pode conter mais do que 5,0 · 10–4mg de mercúrio (Hg) por grama de água. Essa quantidade máxima permitida de Hg pode ser expressa em ppm da seguinte maneira:

Então:

Título em volume e porcentagem em volume (τV)

Como é fácil medir o volume dos líquidos, a concentração de suas soluções é freqüentemente expressa em porcentagem em volume. No álcool comum e nas bebidas alcoólicas, esta relação é indicada em ºGL (Gay-Lussac):

O álcool comum apresenta uma porcentagem em volume de 96%, o que quer dizer que existem 96 mLde álcool (etanol) em 100 mLde solução:

O álcool comum ou álcool etílico hidratado pode ser usado como combustível e desinfetante.

Concentração em mol/L ou concentração molar ou molaridade ( )

É a relação entre o número de mol do soluto e o volume da solução em litros:

Em cada 100 mL (0,10 L) de suco gástrico produzido pelo estômago durante o processo de digestão, existem 0,0010 mol de ácido clorídrico (HCl). A molaridade dessa solução é dada por:

279Unidade 10 — Soluções massa do soluto em mgmassa do solvente em kg ppm =

5,0 . 10–4mg

10–3 kg ppm == 5,0 . 10–1mg/kg = 5,0 . 10–1ppm = 0,5 ppm volume do soluto volume da soluçãoτV=

=ou = m1

= n1V(L) M1 V(L) nºde mol do soluto volume da solução (L)

=== 0,01 mol/L ou 0,01 M ou [HCl] = 0,01 mol/Ln1V(L)0,0010 mol

0,10 L

96 mL de álcool (etanol) 100 mL de álcool comum 4 mL de água

τV== 0,96 = 96%

ou0,0010 mol HCl100 mL de solução x1000 mL de solução (1,0 L) x = 0,01 mol de HCl⇒ 0,01 mol de HClem 1 L ⇒0,01 M

Thales T rigo

As várias maneiras, já vistas, de expressar as concentrações podem ser determinadas pelas seguintes fórmulas:

as quais apresentam algumas grandezas em comum, o que permite relacioná-las entre si.

PARTE2 — FÍSICO-QUÍMICA 280

Molaridade de íons

Nas soluções iônicas é possível determinar a molaridade do soluto assim como a molaridade dos íons provenientes de sua dissociação ou ionização.

A molaridade dos íons é proporcional aos seus coeficientes estequiométricos nas equações de ionização ou dissociação.

Exemplo:

Al2(SO4)3(aq)2 Al3+(aq)+3 SO2–

4(aq)

proporção1 mol 2 mol 3 mol
solução0,2 mol/L 0,4 mol/L 0,6 mol/L
0,2 M:[Al2(SO4)3] = 0,2 mol/L [Al3+] = 0,4 mol/L [SO2–4] = 0,6 mol/L
=0,2 M 0,4 M 0,6 M

τ=d = m

C =m1 V

concentraçãotítulo densidade concentração
comumda solução em mol/L

unidades:g/L = g/L =mol .g L mol

Água oxigenada a 10 volumes

Você já deve ter notado que a água oxigenada é vendida em frascos escuros ou em plásticos opacos. Isso se deve ao fato de a luz ser um dos fatores responsáveis pela sua decomposição (fotólise),na qual ocorre a liberação de gás oxigênio. Assim,as concentrações das soluções de água oxigenada são definidas em função do volume de

O2(g)liberado (medido nas CNTP) por unidade de volume da solução. Dessa maneira,uma água oxigenada de concentração 10 volumes libera 10 litros de O2(g) por litro de solução. Para obtermos 1 litro de uma solução de água oxigenada a 10 volumes,devemos dissolver uma massa (m1) de H2O2em água,que irá liberar,na sua decomposição,10 litros de O2,medidos nas CNTP.

H2O2H2O + 1/2 O234 g 1,2 L (CNTP)
1 mol0,5 mol m110 L

Assim,a massa m1= 30,3 g de H2O2é a necessária para produzir 1,0 litro de solução de água oxigenada a 10 volumes.

A enzima catalase,presente no sangue,acelera a decomposição da água oxigenada.

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