2.2.3 Composição quantitativa de soluções

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Mariana Lobo Anjos
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solvente se misturam para originar a referida solução e expressa-se, vulgarmente, em: concentração em massa (c m )

1 2.2.3 Composição quantitativa de soluções Adaptado pelo Prof. Luís Perna As soluções A composição quantitativa de soluções exprime a proporção em que o(s) soluto(s) e o solvente se misturam para originar a referida solução e expressa-se, vulgarmente, em: concentração em massa (c m ) concentração (c) percentagem em massa (%(m/m) percentagem em volume (%(V/V)) fração molar (x) (pág. 26 do manual) partes por milhão (ppm) partes por milhão em volume (ppmv) 2 1

3 Concentração em massa A seguinte tabela apresenta informação sobre a qualidade do ar.

2 Concentração em massa A concentração em massa (c m ) refere-se à massa de soluto por unidade de volume de solução. c m = m soluto (g/dm 3 ) A composição quantitativa em águas engarrafadas vem em mg/l. 3 Concentração em massa A seguinte tabela apresenta informação sobre a qualidade do ar. O teor de poluentes na atmosfera é apresentado pela concentração em massa, que está expressa em microgramas por metro cúbico (μg/m 3 ). 4 2

Concentração e percentagem em massa A concentração, c, diz respeito à composição quantitativa expressa em quantidade de matéria (mol) de soluto por unidade de volume de solução (dm 3 ): c = n V

3 Concentração e percentagem em massa A concentração, c, diz respeito à composição quantitativa expressa em quantidade de matéria (mol) de soluto por unidade de volume de solução (dm 3 ): c = n V (mol/dm3 ) A percentagem em massa expressa-se da seguinte forma: %(m/m)= m soluto m solução Percentagem em massa O soro fisiológico é uma solução de cloreto de sódio, NaCl, a 0,9 % (m/m). Isto significa que, em 100 gramas de soro fisiológico existem 0,9 gramas de NaCl. Soro fisiológico 6 3

4 Percentagem em volume O terceiro gás mais abundante na atmosfera é o árgon, com 1 % (V/V). Isto significa que, numa amostra de 100 litros de ar, 1 litro é de árgon. Também podemos dizer que em 100 ml de ar existe 1 ml de árgon. %(V/V)= V soluto Fração molar (x) Unidade: adimensional 8 4

5 Um dos gases que tem sido alvo de maior atenção é o dióxido de carbono, pois a sua concentração na atmosfera tem vindo a aumentar nas últimas décadas. Teor de dióxido de carbono na atmosfera, em ppmv. 9 A concentração de CO 2 na atmosfera é 400 ppmv 400 partes de CO 2 em de partes de ar da atmosfera 400 cm 3 de CO 2 em cm 3 de ar 400 cm 3 de CO 2 em cada m 3 de ar atmosférico 10 5

6 A composição em partes por milhão em volume pode ser calculada por: ppmv = V soluto 10 6 A composição de uma mistura também pode ser expressa em partes por milhão (ppm) em massa. A composição quantitativa em partes por milhão em massa pode ser calculada usando a expressão: ppm = m soluto m solução A composição quantitativa pode ser expressa em diferentes unidades, sendo possível realizar conversões entre elas. Vamos utilizar como exemplo o teor de CO 2 na atmosfera: 400 ppmv Conversão ppmv em %(V/V) 400 ppmv= 400 dm3 CO dm 3 ar = 0,0400 dm3 CO 2 =0,0400 % (V/V) 12 6

7 Conversão % (V/V) em mol/dm 3 É preciso conhecer o volume molar do soluto. Se for um gás a PTN: V m = 22,4 dm 3 mol 1. 0,0400 % (V/V)= 0,0400 dm3 CO 2 0,0400 dm 3 22,4 dm 3 mol 1 = = 1, mol CO 2 = 1, mol/dm 3 13 Conversão mol/dm 3 em g/dm 3 É preciso conhecer a massa molar do soluto: M(CO 2 ) = 44,01 g/mol: 1, mol/dm 3 = 1, mol CO 2 1 dm 3 ar = 7, g/dm 3 7, g CO 2 1 dm 3 ar 14 7

8 Conversão g/dm 3 em %(m/m) É preciso conhecer a massa volúmica da mistura. No caso do ar a PTN, ρ = 1,29 g/dm 3 : 7, g/dm 3 = 7, g CO 2 1 dm 3 ar 7, g CO 2 1,29 g ar = = 0,0611 g CO g ar = 0,0611% (m/m) Conversão %(m/m) em ppm 0,0611% (m/m)= 0,0611 g CO g ar = 611 g CO 2 = 611 ppm g ar 15 Conversão % (V/V) em fração molar Para conhecer a fração molar, x, numa mistura gasosa, o mais fácil é partir da percentagem em volume % (V/V) e recordar que o volume molar, a PTN, de qualquer gás é 22,4 dm 3 /mol. 0,0400 % (V/V) = 0,0400 dm3 CO 2 0,0400 dm 3 22,4 dm = 3 mol dm 3 = ar 22,4 dm 3 mol 1 = 0,0400 mol CO mol ar = 4,

9 A seguinte tabela resume as várias formas de exprimir a composição quantitativa de soluções. Designação Definição Unidade mais comum Concentração Concentração em massa Percentagem em massa Percentagem em volume Fração molar c = n soluto c m = m soluto %(m/m) = m soluto m solução 100 %(V/V) = V soluto 100 x A = n A n A + n B +... mol dm -3 g dm -3 e mg dm -3 %(m/m) %(V/V) Não tem unidades em volume ppm = m soluto m solução 10 6 ppmv = V soluto 10 6 ppm ppmv 17 TPC Fazer os exercícios da página 147 e 148 que ficaram por fazer: Estrutura de moléculas orgânicas e biológicas 18 9

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