Concentração de Soluções

Habilidades:

Realizar experimento sobre soluções e concentrações.

Elaborar hipóteses, previsões e estimativas.

Trabalhar os conceitos de solução, soluto, solvente, solubilidade e concentração.

 

Concentração de diferentes águas

Habilidade: Avaliar a qualidade de diferentes águas por meio da aplicação do conceito de concentração (g.L⁻¹ e mol.L⁻¹ ).

Questões Resolvidas

01. Uma amostra de 3L de água foi submetida à incubação por cinco dias, numa temperatura de 20°C, para determinação da sua Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO. Foi observado um consumo de 211 mg de oxigênio. Sabendo-se que a água de esgoto, quando tratada, deve apresentar uma DBO máxima de 60 mg/L (Sabesp) para poder ser lançada nos rios, será que essa amostra analisada está adequada para ser lançada nos rios? Justifique. 
Sabendo-se que para cada litro de água o máximo de consumo de oxigênio é de 60mg, então para 3 litros o máximo seria 180mg. Como o consumo foi de 211 mg, excedeu o limite de 180 mg (em 31 mg a mais de consumo). Portanto, esta amostra analisada não está adequada para ser lançada nos rios.

02. Dado o gráfico ao lado, que apresenta a variação de solubilidade do gás oxigênio em água em diferentes temperaturas, a 760 mmHg, responda:
a) O que acontece com o gás oxigênio da água nas temperaturas de 10°C e 30°C? 
A solubilidade do gás oxigênio diminui, reduzindo a quantidade de oxigênio dissolvido na água. 

b) Baseado na resposta anterior, reflita acerca dos possíveis impactos à vida nos rios e mares? 
A redução da quantidade de oxigênio dissolvido em rios e mares pode provocar a mortandade de algumas espécies animais e vegetais mais sensíveis. 

c) Qual é a máxima quantidade de oxigênio que se dissolve em 1L de água a uma temperatura de 20°C? 
A quantidade observada no gráfico é de 10 mg/L.

03. A cidade X possui três rios em suas imediações, que apresentam os parâmetros de qualidade indicados na tabela abaixo. Para que as águas dos rios da cidade sejam tratadas, precisam atender a determinadas concentrações de metais 78 indicadas pelo limite permitido. De acordo com esses parâmetros permitidos na tabela, quais amostras devem ser tratadas? Por quê?

Parâmetro	Concentração em mg/L
medido	Limite permitido	Amostra A	Amostra B	Amostra C
Níquel (Ni)	0,02	0,0007	0,12	0,009
Cromo (Cr)	0,059	0,045	0,27	0,033
Zinco (Zn)	5,9	4,72	3,1	4,88

A amostra B deve ser tratada em função dos níveis elevados de níquel e cromo.

04. Um Químico preparou 3 soluções de KMnO4 (permanganato de potássio), com as seguintes concentrações: (A) 0,5 mol/L; (B) 79g/L; (C) 39,5g/L. Fornecidos os dados a seguir, quais as soluções que possuem a mesma concentração? K= 39g/mol; Mn= 55g/mol; O= 16g/mol. 

KMnO4= 39 + 55 + (16x4) = 158g/mol, logo: 0,5 mol equivale a 79g. Dessa forma, as amostras A e B possuem a mesma concentração.

Fonte:

https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/sites/7/pdfs/EM_PR_CN_02_Vol1_VP.pdf

Concentração de Soluções - Questões de Vestibulares

Habilidade: Expressar e inter-relacionar as composições de soluções (em g.L﹣¹ e mol.L﹣¹  , ppm e % em massa).

Questões

01. Ao dissolver 100 g de NaOH em 400 mL de água, obtiveram-se 410 mL de solução. A concentração comum dessa solução será igual a:  

a) 0,2439 g/L.  

b) 0,25 g/L.  

c) 250 g/L.  

d) 243,90 g/L.  

e) 4,0 g/L.

02. Dissolve-se 20 g de sal de cozinha em água. Qual será o volume da solução, sabendo-se que a sua concentração é de 0,05 g/L?  

a) 400 L.  

b) 0,0025 L.  

c) 1,0 L.  

d) 0,25 L.  

e) 410 L.

03. (FAAP-SP- modificada) Calcule a concentração, em g/L, de uma solução aquosa de nitrato de sódio que contém 30 g de sal em 400 mL de solução.  

a) 0,075.  

b) 75.  

c) 12000.  

d) 12.  

e) 0,0133. 

04. (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

05. (UFSCAR - SP) Soro fisiológico contém 0,900 gramas de NaCℓ, massa molar=58,5g/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

06. São dissolvidos 24g de sacarose em água suficiente para 500 mL de solução. Qual é a concentração comum dessa solução?

07. (Vunesp-2000) Sabendo-se que a massa molar do lítio é 7,0g/mol, a massa de lítio contida em 250mL de uma solução aquosa de concentração 0,160mol/L de carbonato de lítio é:  

a) 0,560g. 

b) 0,400g. 

c) 0,280g. 

d) 0,160g. 

e) 0,080g.

08. (UCS-RS) Uma pessoa usou 34,2g de sacarose (C12H22O11) para adoçar seu cafezinho. O volume de cafezinho adoçado na xícara foi de 50 mL. A concentração molar da sacarose no cafezinho foi de:  

a) 0,5 mol/L. 

b) 1,0 mol/L. 

c) 1,5 mol/L. 

d) 2,0 mol/L. 

e) 2,5 mol/L.

09. (PUC - RS/1-2000) Solução salina normal é uma solução aquosa de cloreto de sódio, usada em medicina porque a sua composição coincide com aquela dos fluídos do organismo. Sabendo-se que foi preparada pela dissolução de 0,9g do sal em 100 mL de solução, podemos afirmar que a molaridade da solução é, aproximadamente:  

a) 1,25. 

b) 0,50. 

c) 0,45. 

d) 0,30. 

e) 0,15.

10. (Mackenzie) Qual a concentração, em g/L, da solução obtida ao se dissolverem 4 g de cloreto de sódio em 50 cm3 de água?  

a) 200 g/L 

b) 20 g/L 

c) 0,08 g/L 

d) 12,5 g/L 

e) 80 g/L

11. (Mackenzie) Têm-se cinco recipientes contendo soluções aquosas de cloreto de sódio.    

É correto afirmar que:  

a) o recipiente 5 contém a solução menos concentrada. 

b) o recipiente 1 contém a solução mais concentrada. 

c) somente os recipientes 3 e 4 contêm soluções de igual concentração. 

d) as cinco soluções têm a mesma concentração. 

e) o recipiente 5 contém a solução mais concentrada.

12. (UFPI) A nova legislação de trânsito prevê um limite máximo de 6 decigramas de álcool, C2H5OH, por litro de sangue do motorista (0,6 g/L). Considerando que a porcentagem média de álcool ingerida que fica no sangue é de 15% em massa, identifique, para um adulto com peso médio de 70 kg cujo volume de sangue é de 5 litros, o número máximo de latas de cerveja (volume = 350 mL) ingeridas sem que o limite estabelecido seja ultrapassado. Dados complementares: a cerveja tem 5% de álcool em volume, e a densidade do álcool é 0,80 g/mL.  

a) 1 

b) 2 

c) 3 

d) 4 

e) 5

13. (UNEB) O soro caseiro consiste em uma solução aquosa de cloreto de sódio (3,5 g/L) e de sacarose (11 g/L). As massas de cloreto de sódio e de sacarose necessárias para se preparar 500 mL de soro caseiro são, respectivamente: 

a) 17,5 g e 55 g 

b) 175 g e 550 g 

c) 1 750 mg e 5 500 mg 

d) 17,5 mg e 55 mg 

e) 175 mg e 550 mg

14. (PUC-Campinas) Evapora-se totalmente o solvente de 250 mL de uma solução aquosa de MgCl2 de concentração 8,0 g/L. Quantos gramas de soluto são obtidos? 

a) 8,0 

b) 6,0 

c) 4,0 

d) 2,0 

e) 1,0

15. (Mackenzie) A massa dos quatro principais sais que se encontram dissolvidos em 1 litro de água do mar é igual a 30 g. Num aquário marinho, contendo 2.10⁶ cm³ dessa água, a quantidade de sais nela dissolvidos é: 

a) 6,0 . 10¹ kg 

b) 6,0 . 10⁴ kg 

c) 1,8 . 10² kg 

d) 2,4 . 10⁸ kg 

e) 8,0 . 10⁶ kg

16. (UFPI) Um analgésico em gotas deve ser ministrado em quantidades de 3 mg por quilograma de massa corporal, não podendo, entretanto, exceder 200 mg por dose. Sabendo que cada gota contém 5 mg de analgésico, quantas gotas deverão ser ministradas a um paciente de 70 kg?

17. (Enem) Determinada estação trata cerca de 30.000 litros de água por segundo. Para evitar riscos de fluorose, a concentração máxima de fluoretos nessa água não deve exceder a cerca de 1,5 miligrama por litro de água. A quantidade máxima dessa espécie química que pode ser utilizada com segurança, no volume de água tratada em uma hora, nessa estação, é:  

a) 1,5 kg 

b) 4,5 kg 

c) 96 kg 

d) 124 kg 

e) 162 kg

18. (UFRN) Uma das potencialidades econômicas do Rio Grande do Norte é a produção de sal marinho. O cloreto de sódio é obtido a partir da água do mar nas salinas construídas nas proximidades do litoral. De modo geral, a água do mar percorre diversos tanques de cristalização até uma concentração determinada. Suponha que, numa das etapas do processo, um técnico retirou 3 amostras de 500 mL de um tanque de cristalização, realizou a evaporação com cada amostra e anotou a massa de sal resultante na tabela a seguir:  

A concentração média das amostras será de:  

a) 48 g/L 

b) 44 g/L 

c) 42 g/L 

d) 40 g/L

19. (Fuvest) 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 contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão “diet” não contém açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foram obtidos os seguintes resultados:  

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

Fonte:

https://exercicios.mundoeducacao.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-concentracao-comum.htm
https://www.todamateria.com.br/concentracao-de-solucoes/
https://www.todamateria.com.br/exercicios-concentracao-comum/

Concentração de Soluções Químicas

Habilidade: Expressar e inter-relacionar as composições de soluções (em g.L﹣¹ e mol.L﹣¹  , ppm e % em massa).

As soluções são misturas homogêneas em que na grande maioria das vezes o soluto (substância que se dissolve) está em menor quantidade e o solvente (substância que dissolve o soluto) está em maior quantidade.  

No cotidiano, dependendo da quantidade de soluto e de solvente presente na solução, costumamos dizer que ela é fraca ou forte, indicando a sua saturação. Por exemplo, quando preparamos um suco dissolvendo o pó na água, se colocarmos pouco pó e bebermos, poderemos dizer que o suco está fraco (diluído). Mas se conseguirmos dissolver uma quantidade muito grande de pó na água, diremos que o suco está forte (concentrado).  

No entanto, existem determinadas ocasiões em que a quantidade de soluto e de solvente presente na solução deve ser exata, como no caso de injeções intravenosas (como o soro fisiológico) e de soluções usadas em laboratórios e indústrias químicas.  

A grandeza que relaciona isso é a concentração. Assim, podemos dar a seguinte definição:  
“Concentração de soluções químicas refere-se à quantidade de soluto que existe em uma quantidade padrão de solução ou em uma quantidade padrão de solvente.”  

As concentrações das soluções podem ser medidas usando-se diferentes unidades ou relações numéricas, que dependem das grandezas que estão sendo relacionadas. As principais concentrações usadas são as mostradas abaixo. Ao observar as fórmulas matemáticas delas, observe que são usados índices para diferenciar quando se trata do soluto (índice 1), do solvente (índice 2) e da solução (nenhum índice):  

Concentração comum ou concentração em massa (C)
Relaciona a quantidade de massa do soluto presente em um determinado volume da solução. Sua unidade no SI é gramas por litro (g/L).

Concentração em quantidade de matéria ou concentração em mol/L (M)
É também conhecida por concentração molar e por molaridade. Relaciona a quantidade de matéria (mol) do soluto presente em um determinado volume da solução. Sua unidade no SI é mol por litro (mol/L).

Densidade (d)

Relaciona a quantidade de massa da solução (massa do solvente + massa do soluto) e o volume dessa solução. Sua unidade no SI é gramas por litro (g/mL):  
d =  m       ou        d = m1 + m2   
       V                               V  

Título ou porcentagem em massa (τ)

Relaciona a massa do soluto e a massa da solução. Não possui unidade ou fala-se em termos de porcentagem.
Quando queremos indicar a porcentagem em massa, basta multiplicar o resultado obtido por 100%.  

Um exemplo é o soro fisiológico mostrado abaixo, que é uma solução de água destilada com NaCl. Assim, quando vemos em seus rótulos a porcentagem em massa igual a 0,9%, isso significa que 100g da solução contêm 0,9 grama de NaCl. Dessa forma, podemos concluir que seu título é igual a 0,009.  

Existe também o título em volume que relaciona o volume do soluto e o volume da solução.

Partes por milhão (ppm)

Indica quantas partes de soluto (em massa ou em volume) existem em um milhão (1 000 000 ou 106) de partes da solução (também em massa ou em volume).  

Molalidade (W)

Relaciona a quantidade de matéria de um soluto (mols) pela massa em quilogramas do solvente:  

Fonte:
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-concentracao-solucoes-quimicas.htm

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 = V1V 

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:

http://educacao.globo.com/quimica/assunto/solucoes/concentracao-de-solucoes.html

https://descomplica.com.br/artigo/quais-sao-as-principais-unidades-de-concentracao-quimica/4QN/