quarta-feira, 29 de abril de 2020

Concentração de Soluções

Habilidade: Reconhecer as unidades de concentração expressas em g/L, % em massa, em volume e em mol/L.

Uma solução é uma mistura homogênea (tipo de mistura onde não é possível distinguir de forma individual cada um dos seus componentes) de um soluto (substância sendo dissolvida) em um solvente (substância que efetua a dissolução). 

As soluções são encontradas em quaisquer dos três estados físicos: gasoso , líquido ou sólido. O ar, solução gasosa mais comum, é uma mistura de nitrogênio, oxigênio e quantidades menores de outros gases. Muitas ligas metálicas são soluções sólidas como o “níquel” das moedas (25% Ni, 75% Cu). As soluções mais familiares estão no estado líquido, especialmente aquelas nas quais a água é o solvente.

Concentração de Soluções 
A concentração de uma solução deve ser expressa em unidades quantitativas. São usadas as chamadas unidades de concentração que são medidas quantitativas da afinidade de soluto que se dissolve.  
A quantidade relativa de uma substância é conhecida como concentração e é expressa em diferentes unidades.   

Concentração Comum (C)  
Também chamada concentração em g/L (grama por litro), relaciona a massa do soluto em gramas com o volume da solução em litros.  
C = concentração comum (g/L) 
m1 = massa do soluto (g) 
V = volume da solução (L)

Densidade (d) 
Relaciona a massa e o volume da solução, geralmente, as unidades usadas são g/mL ou g/cm3. Devemos tomar cuidado pois a  concentração comum relaciona a massa de soluto com o volume da solução e  densidade, a massa de solução com o volume da solução.  
d = msolução⋅V 
msolução = msoluto + msolvente 
V = volume da solução

Concentração em Quantidade de Matéria (Cn) 
Cientificamente, é mais usual esta concentração, que relaciona a quantidade de soluto (mol) com o volume da solução, geralmente em litros. Sua unidade é mol/L:  
Cn=n1⋅V, sendo, n1=m1M1 
m1 = massa de soluto em solução (g) 
M1 = massa equivalente a 1 mol do mesmo.

Título (T) 
Pode relacionar a massa de soluto com a  massa da solução ou o volume do soluto com o volume da solução.  
T = m1m ou T = V1
m1 = massa de soluto em solução (g) 
V1 = volume do soluto 
m e V = massa e volume da solução respectivamente.  
O valor do título nunca será maior do que 1, não possui unidade e ao multiplicarmos o resultado obtido por 100 teremos a porcentagem de soluto presente em solução.

Fração Molar  
A fração molar (X) de um componente ”a” em solução é a razão do número de mols deste componente pelo número total de mols de todos os componentes.   
XA =        nA             
          nA+nB+nC+…  
XB =        nB             
          nA+nB+nC+…  
A soma das frações molares de todos os componentes de uma solução deve ser igual a 1. Isto é: XA +XB+... = 1.

Molaridade (M)  
Molaridade ou concentração molar é o número de mols do soluto dissolvido por litro de solução.  
M = n1⋅V 
M = molaridade (mol/L) 
n1 = número de mols do soluto (mol) 
V = volume da solução (L)

Molalidade (m)  
Molalidade é o número de mols de soluto dissolvido por quilograma (1000 g) de solvente  
m =     nº de mols do soluto    
        massa de solvente em Kg  

Partes por milhão (ppm) 
Unidade que nos permite expressar a concentração de substâncias extremamente diluídas, relacionando a massa do soluto e a massa da solução em grama, multiplicada por 106  (1.000.000).  
ppm = msoluto⋅10⁶  
           msolução
Podemos fazer também a relação entre concentração comum, densidade e título para calcular a concentração de uma solução.  
C = 1000 ⋅ d ⋅ T

Questões
(UFSCar-2002) O flúor tem um papel importante na prevenção e controle da cárie dentária. Estudos demonstram que, após a fluoretação da água, os índices de cáries nas populações têm diminuído. O flúor também é adicionado a produtos e materiais odontológicos. Suponha que o teor de flúor em determinada água de consumo seja 0,9 ppm (partes por milhão) em massa. Considerando a densidade da água 1 g/mL, a quantidade, em miligramas, de flúor que um adulto ingere ao tomar 2 litros dessa água, durante um dia, é igual a:
a) 0,09 
b) 0,18 
c) 0,90 
d) 1,80 
e) 18,0

(UFSCar-2000) 
Soro fisiológico contém 0,900 gramas de NaCl, massa molar = 58,5 g/mol, em 100 mL de solução aquosa. A concentração do soro fisiológico, expressa em mol/L, é igual a:  
a) 0,009 
b) 0,015 
c) 0,100 
d) 0,154 
e) 0,900

(UFMG-1997) 
O rótulo de um produto usado como desinfetante apresenta, entre outras, a seguinte informação. Cada 100 mL de desinfetante contém 10 mL de solução de formaldeído 37% V/V (volume de formaldeído por volume de solução). A concentração de formaldeído no desinfetante, em porcentagem volume por volume, é:  
a) 1,0% 
b) 3,7% 
c) 10% 
d) 37%

Fonte:

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