REVISÃO: CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DE SOLUÇÕES AQUOSAS AULA 1 EXPRESSÕES DE CONCENTRAÇÃO PROF. ANA

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Linda Figueiredo Gama
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1 REVISÃO: CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DE SOLUÇÕES AQUOSAS AULA 1 EXPRESSÕES DE CONCENTRAÇÃO DATA: 21/08/2015 PROF. ANA 1) SOLUÇÕES Soluções são misturas homogêneas de duas ou mais substâncias. - numa solução, quando uma substância dissolve outra, ela é chamada de SOLVENTE; é o componente que está em maior quantidade. - a substância que é dissolvida num solvente é o SOLUTO; é o componente que está em menor quantidade. (Por exemplo, a água do mar: a água é o solvente e os sais são os solutos) 2) CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES Podemos, por exemplo, distinguir se um copo d água está mais ou menos salgado através do nosso paladar. Em várias oportunidades ouvimos: - o teor alcoólico do vinho é 12%; - não devemos dirigir um automóvel quando houver, em nossa corrente sanguínea, mais de 0,2 g de álcool por litro de sangue; - o teor normal de glicose, em nosso sangue, situa-se entre 75 e 110 mg/dl (valores acima dessa faixa indicam tendência à diabetes); - o teor normal de cálcio no sangue situa-se entre 8,5 e 10,5 mg/dl; - o ar contém 0,94% de argônio em volume. Concentração de uma solução: relação estabelecida entre a quantidade do soluto e a quantidade do solvente (ou da solução). Lembrando que essas quantidades podem ser dadas em massa (g, kg, etc.), em volume (cm 3, m 3, L, ml, etc.) ou em mols. a. CONCENTRAÇÃO COMUM Concentração é a quantidade, em gramas, de soluto existente em 1 litro de solução.

2 C = massa soluto Volume solução = V solução Concentração é o quociente entre a massa do soluto e o volume da solução. Não confunda concentração (C) com densidade (d) da solução. A concentração leva em conta somente a massa do SOLUTO, enquanto a densidade é calculada com a massa total da SOLUÇÃO. d = m solução V solução Exemplo: Calcule a concentração, em g/l, de uma solução de nitrato de potássio, sabendo que ela encerra 60 g do sal em 300 cm 3 de solução. I) Por regrinha de 3: se em 300 cm 3 nós temos 60 g de KNO3, em cm 3 (1 litro), teremos quantos gramas de KNO3? 300 cm g de KNO cm 3 (1 L) X X = 200 g C = 200 g/l II) Pela fórmula (lembrando que, se 1000 cm 3 = 1 L, então 300 cm 3 = 0,3 L ou 300 ml) C = = 60g = 200 g/l V solução 0,3L b. TÍTULO OU FRAÇÃO EM MASSA / VOLUME (Ƭ) Título em massa de uma solução (Ƭ) é o quociente entre a massa do soluto e a massa total da solução (soluto + solvente). Exemplificando: Se uma solução é formada por 10 g de NaCl e 90 g de água, perfazendo 100 g de solução, temos que: 10 = 0,1 é a fração da massa total que corresponde ao NaCl = 0,9 é a fração da massa total que corresponde à água. 100 Em fórmula: De maneira análoga, temos o título em volume: τ m = m solução τ v = V soluto V solução

3 que corresponde à porcentagem volumétrica de uma solução. As definições são as mesmas do título em massa, apenas trocando-se massa por volume. Isso acontece, por exemplo, em soluções líquidolíquido, como o álcool 70% (em 100 ml temos 70 ml de álcool e 30 ml de água). Também é possível falar de título em volume para soluções gás-gás, como nosso ar atmosférico (no ar há 21% de oxigênio, 78% de nitrogênio e 1% de argônio, em volume). O título não possui unidades, mas é possível transformá-lo em porcentagem (título percentual em massa ou em volume): τm % = 100 τm τv % = 100 τv Assim, o soro fisiológico (0,9%) contém 0,9 g de NaCl a cada 100 g de soro. Uma solução contém 8 g de cloreto de sódio e 42 g de água. Qual o título em massa da solução? E seu título percentual? i) Com fórmula: τ m = 8g = = 8g = 0,16 m solução 8g+42g 50g τm %=100 τm = 100 x 0,16 = 16% ii) Sem fórmula: 50 g de solução g de NaCl 100 g de solução X X = 16 % c. CONCENTRAÇÃO EM MOLS POR LITRO OU MOLARIDADE (M) Concentração em mols por litro, ou molaridade (Μ) da solução é a quantidade, em mols, do soluto existente em 1 litro de solução.

4 Generalizando o cálculo em uma fórmula, temos: M = número de mols soluto (mols) Volume solução (L) = n soluto (mols) V solução (L) Mas, se relembramos as aulas onde aprendemos sobre o mol, veremos que: n = massa soluto (g) massa molar soluto ( g mol ) = MM soluto Substituindo uma fórmula na outra, temos: M = n soluto (mols) V solução (L) = MM soluto x V solução A molaridade é importante para soluções líquidas, pois simplifica bastante os cálculos. Calcule a massa de hidróxido de sódio necessária para preparar meio litro de solução 0,2 mol/l (massas atômicas: H = 1; O = 16; Na = 23). A molaridade está dada. A partir dela é possível calcular quantos mols de NaOH iremos precisar: 1 L de solução ,2 mols de NaOH 0,5 L de solução n n = 0,1 mol Com o número de mols necessários em mãos, podemos calcular a massa de NaOH necessária: = 40 1 mol de NaOH g 0,1 mol de NaOH msoluto msoluto = 4 g de NaOH

5 Essa resolução também seria possível através de fórmulas: M = MM soluto V solução = MxMM soluto x V solução = 0,2x40x0,5 = 4g de NaOH d. FRAÇÃO EM MOL (x) Fração em mols ou fração molar, representada por x, expressa a razão entre a quantidade de matéria de um dos componentes da solução e a quantidade de matéria total na solução: x soluto = n soluto n soluto + n solvente x solvente = n solvente n soluto + n solvente A soma das frações molares do solvente e do soluto, sempre tem de dar 1. Se multiplicarmos o valor por 100, temos a fração molar em porcentagem. Uma solução contém 230 g de álcool comum (C 2H 5OH) e 360 g de água. Calcule as frações molares do álcool e da água na solução (massas atômicas: H = 1; C = 12; O = 16). Resolução: - Cálculo das massas molares: Álcool: (2x12) +(1x16) + (6x1) = 46 g/mol; Água: (2x16) + (2x1) = 18 g/mol - Cálculo das quantidades de mols: Álcool: n = = 230 = 5 mols MM soluto 46 Água: n = = 360 = 20 mols MM soluto 18 Total: 25 mols - Frações molares: Álcool: Água: x álcool = x água = n álcool = 5 = 0,2 (ou 20%) n álcool + n água 25 n água = 20 = 0,8 (ou 80%) n álcool + n água 25

6 e. CONCENTRAÇÃO MOLAL OU MOLALIDADE (W) Molalidade (W) é a quantidade, em mols, de soluto existente em 1 kg de solvente. Assim: W = n soluto (mols) m solvente (Kg) Por exemplo, quando temos 3 mols de sal comum em 1 kg de água, dizemos que a molalidade da solução é igual a 3 mol/kg, ou ainda, 3 molal. Uma solução foi preparada misturando-se 2,0 mols (80g) de NaOH e 1,0 Kg de água. Determine sua molalidade. W = n soluto (mols) m solvente (Kg) = 2 mols 1 Kg = 2 mol/kg

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