A concentração de soluções é a razão entre a quantidade de uma substância (soluto), dissolvido num solvente, e o volume da solução. Veja mais na aula abaixo.
Antes de tudo, você precisa saber que usamos o conceito de concentração de soluções frequentemente em nosso dia a dia. Quando, por exemplo, tomamos um café forte (temos muito soluto em relação ao solvente) ou um suco meio aguado (fraco). Nesse suco, temos pouco soluto para muito solvente, o que representa uma solução muito diluída.
Para saber mais sobre a concentração de soluções, continue nessa aula de Química para o Enem e vestibulares!
O que é concentração de soluções?
Primeiramente, a concentração representa a quantidade de soluto que está presente em uma certa quantidade de solvente.
Podemos utilizar quantidades de soluto e de solvente com unidades de medidas diferentes, e assim, podemos trabalhar com vários tipos de concentrações.
Ou seja, para cada unidade de medida, teremos uma concentração diferente.
Nesse sentido, o estudo das concentrações ajuda a medir a quantidade de soluto e de solvente presentes em uma solução.
Esse é, por exemplo, um processo muito importante na indústria química e alimentícia. Isso porque esse conhecimento determina se uma solução é muito concentrada ou pouco concentrada, adequando a formulação às características ideais de um produto.
Dessa maneira, você deve ter em mente que a concentração é a relação entre soluto, solvente e a solução.
Conversão de unidades
Além disso, para que você compreenda bem esse conceito da química, você não deve esquecer das conversões de unidades usadas nessa grandeza. Por exemplo:
dm³ = l
cm³ = ml
m³ = 1000 dm³ = 1000l
Massas do soluto, solvente e solução
Outro item importante desse conteúdo refere-se à representação das massas do soluto, solvente e da solução:
Para representarmos a massa de um soluto, usamos m1. Já para representarmos a massa de um solvente, usamos m2. Agora, para representarmos a massa de uma solução, usamos simplesmente m.
Dessa maneira, temos:
m = m1 + m2
Também podemos representar o volume do soluto, solvente e da solução seguindo esse mesmo padrão:
V1 = volume do soluto
V2 = volume do solvente
V = volume da solução
Medidas de concentração de soluções
Através da unidade de medida das concentrações podemos ter os vários tipos de concentrações, que iremos abordar agora.
Concentração comum (C):
A concentração comum (C) é expressa em g/L, e relaciona a massa do soluto em gramas, e o volume da solução em litros. Sua fórmula será representada por:
O resultado será expresso em g/L (onde a cada 1 litro, teremos x gramas de soluto)
Nesse tipo de concentração, o soluto é em massa.
Não podemos esquecer que: soluto representa a menor quantidade e, portanto, sofre dissolução. Além disso, o solvente representa a maior quantidade e provoca a dissolução.
Molaridade (M):
A concentração em quantidade de matéria ou molaridade (M) é expressa em mol/L, e relaciona quantos mols temos de soluto em cada litro de solução. Sua fórmula será representada por:
Dessa maneira, o resultado será expresso em mol/L.
Devemos recordar o que é mol, que representa a quantidade de matéria. Nesse sentido, ele também apresenta um valor fixo, que corresponde a 6,02 x 10²³ moléculas.
Usamos nesse caso para cálculos, a massa molar, que nos ajuda a transformar massa em mol e vice-versa.
Densidade (D):
É a relação entre a massa e o volume da solução, é expressa normalmente em g/ml, sendo representada pela seguinte fórmula:
Nesse caso, o resultado será expresso em g/ml.
Podemos entender usando a densidade da água que é igual a 1 g/ml, onde cada ml que temos, pesa 1g.
Título (T):
O título (T) é a relação entre a massa do soluto (m1) e a massa da solução (m), ou também, podemos relacionar o título com o volume. Ou seja, relação entre o volume do soluto (v1) e o volume da solução (V).
Como as duas unidades são expressas em gramas e em litros, o título não apresenta unidade. Nesse caso, é representado pelas seguintes fórmulas:
O título representa a concentração em porcentagem (%), em partes de 100%. T x 100 = onde a cada 100 g dessa solução, x% g irão representar o soluto.
Se o título não for em porcentagem, pode ser usado em partes por milhão (ppm), que equivale a 106, ou partes por bilhão, que equivale a 109.
O título em ppm é usado para medir quantidades muito diluídas, como por exemplo, para medir a incidência dos gases tóxicos na atmosfera.
Muitas fórmulas não? Agora vamos relacionar a concentração comum, a densidade e o título, criando uma única fórmula:
Sabemos que a concentração comum tem como unidade de medida: g/L, caso a densidade também tenha como unidade de medida g/L, teremos a seguinte fórmula:
C = d x T
Agora, se a concentração comum apresenta unidade de medida igual a g/L, e a densidade apresenta unidade de medida igual a g/ml, teremos a seguinte fórmula:
C = 10³ x d x T (devemos transformar ml → L, assim acrescentamos na fórmula:10³)
Agora vamos relacionar a concentração comum com a concentração em quantidade de matéria, criando uma fórmula única:
Onde:
N = número de mols
V = volume
m1 = massa do soluto
MM = massa molar
Concentração em íons:
Para finalizar, temos a concentração em íons. Nesse tipo de cálculo devemos saber quantos íons serão formados para dissociar uma molécula.
Para sabermos quais os íons e as cargas que as substâncias liberam, devemos dividir a molécula em 2 partes: uma positiva e uma negativa. Ou seja:
X2+ Y3–
O que estes números embaixo do x e do Y representam? Suas cargas, assim, devemos inverter seus valores, ou seja, o número 3 pertence ao X e o número 2 pertence ao Y.
Vamos agora dissociar esta molécula:
X2Y3 → 2 X³+ + 3 Y²–
Portanto, 1 mol libera 2 mol de X e 3 mol de Y.
Não podemos esquecer de balancear a equação também: nos reagentes temos 2 átomos de X e 3 átomos de Y, assim, nos produtos devemos ter as mesmas quantidades destes átomos, por isso acrescentamos o número 2 na frente do X e o número 3 na frente do Y.
Vamos dissociar mais algumas moléculas:
NaCl → Na+ + Cl-
Al2O3 → 2 Al³+ + 3 O²-
Al2(SO4)3 → 2 Al³+ + 3 SO4²-
Vamos fazer um exemplo?
1) Qual a concentração de íons carbonato quando 0,02 mol/L de ácido carbônico está presente em uma amostra de H2?
Em primeiro lugar, devemos começar fazendo a dissociação do ácido carbônico e o balanceamento da equação química:
1 H2CO3 → 2 H+ + 1 CO3²-
Agora vamos relacionar o H2CO3 e o CO3:
Temos:
1 mol _____ 1mol
0,02 mol/L _______ 0,02 mol/L
Então temos que a concentração será: [CO³-] = 0,02 mol/L
Agora, para finalizar sua revisão, assista um vídeo para aumentar seus conhecimentos
Exercícios de concentração de soluções
1) (UFRGS-RS)
Um aditivo para radiadores de automóveis é composto de uma solução aquosa de etilenoglicol. Sabendo que em um frasco de 500 mL dessa solução existem cerca de 5 mols de etilenoglicol (C2H6O2), a concentração comum dessa solução, em g/L, é:
Dados: Massas molares (g/mol): H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0
a) 0,010
b) 0,62
c) 3,1
d) 310
e) 620
gabarito: E
2) (PUC-Campinas)
Evapora-se totalmente o solvente de 250 mL de uma solução aquosa de MgCl2 de concentração 8,0 g/L. Portanto, quantos gramas de soluto são obtidos?
a) 8,0
b) 6,0
c) 4,0
d) 2,0
e) 1,0
gabarito: D
3) (UFMG)
Uma cozinheira bem informada sabe que a água contendo sal de cozinha dissolvido ferve a uma temperatura mais elevada que a água pura e que isso pode ser vantajoso em certas preparações. Essa cozinheira coloca 117g de NaCl em uma panela grande.
Assim, assinale a alternativa que indica corretamente o volume necessário de água para a cozinheira preparar uma solução 0,25 mol/L de cloreto de sódio, NaCl.
a) 0,125 L.
b) 2,00 L.
c) 8,00 L.
d) 29,3 L.
e) 468 L.
gabarito: C
