UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES Concentração Comum (C) ou Concentração massa/volume: é a razão estabelecida entre a massa do soluto (m 1 ) e o volume da solução (V); Geralmente: soluto (g) e solvente em (L), logo: C=g/L C = m 1 / V Unidade: g/l Obs.: Transformação de Unidades de Volume: (ml ou cm 3 ) 1 000 = L ; L 1 000 = m 3 Título em Massa (T) ou concentração massa/massa: é a razão estabelecida entre a massa do soluto (m 1 ) e a massa da solução (m), ambas na mesma unidade (geralmente em gramas); τ = m 1 /m ; onde m = m 1 + m 2, temos: τ = m 1 /m 1 + m 2 Obs.: 0 < τ < 1 Obs.: Título percentual (P%) = τ x 100 Obs.: O título é uma grandeza adimensional ( não possui unidade ) Obs.: Para soluções onde a concentração é muito pequena, ou seja, para soluções muito diluídas, a concentração costuma ser expressa em partes por milhão ou ppm: Concentração em ppm = m 1 (g) /10 6 Título em Volume (Tv) ou concentração volume/volume: é a razão estabelecida entre volume do soluto (V 1 ) e o volume da solução (V), ambos na mesma unidade; τ v = V 1 /V Obs.: 0 < Tv < 1 Obs.: Título percentual (τv%): Pv% = τv x 100 Obs: GL indica a porcentagem de álcool na mistura; INPM indica a porcentagem em massa de álcool na mistura Obs.: Para soluções onde a concentração é muito pequena, ou seja, para soluções muito diluídas, a concentração costuma ser expressa em partes por milhão ou ppm: Concentração em ppm = V 1 (ml) / V(m 3 )
Densidade absoluta (d): é a razão estabelecida entre a massa da solução (m) e o volume (V) dessa solução; d = m/v, onde m = m 1 + m 2 Unidade: g/ml = g/cm 3 ; g/l = g/m 3 Obs.: para se passar de g/ml para g/l (multiplica-se a densidade por 1000) e para se passar de g/l para g/ml (divide-se a densidade por 1000) Obs.: volume e densidade devem estar nas mesmas unidades; Obs.: Como a densidade da água é igual a 1g/mL temos: 1 ml de água = 1g de água; 1L de água é igual a 1Kg de água...cuidado essas relações só são válidas para a água devido a sua densidade ser igual a 1g/mL. Fração molar ou concentração em quantidade de matéria/quantidade de matéria: Fração Molar do Soluto (x 1 ): é a razão estabelecida entre o número de mols do soluto (n 1 ) e o número de mols de moléculas da solução (n). X 1 = n 1 /n, onde n = n 1 + n 2 Fração Molar do Solvente (x 2 ): é a razão estabelecida entre o número de mols do solvente (n 2 ) e o número de mols de moléculas da solução (n). X 2 = n 2 /n, onde n = n 1 + n 2 Obs.: X 1 + X 2 = 1 Concentração Molar ou Molaridade (L) ou Concentração em quantidade de matéria/volume ou concentração mol/l: é a razão estabelecida entre o número de mols do soluto (n 1 ) e o volume da solução (V), em litros; M = n 1 /V (L) ou L = m 1 /M 1. V (L) Obs.: Número de mols do soluto (n 1 ) é a razão entre a massa do soluto (m 1 ) e a massa molar desse soluto (M 1 ). Unidade: mol/l ou mol. L - 1 ou M ou molar escritas após o valor numérico da concentração; Obs.: Cuidado com os vários tipos de "m" usados até aqui!!! Revisando:
m 1 = massa do soluto m 2 = massa do solvente m = massa da solução M 1 = massa molar do soluto L = molaridade Obs.: tudo que possui o índice "1" refere-se ao soluto, tudo que possui o índice "2" refere-se ao solvente e tudo que não possui índice refere-se a solução, assim temos: n 1 = número de mols do soluto n 2 = número de mols do solvente n = número de mols da solução C = concentração comum da solução Concentração Molal ou concentração quantidade de matéria/massa (W): é a razão estabelecida entre o número de mols do soluto e a massa, em quilogramas do solvente; W = n 1 / m 2(Kg) ou W = m 1 / M 1. m 2(Kg) ou W = 1 000. m 1 /M 1. m 2(g) Unidade: mol/kg ou molal Obs.: Numa solução aquosa diluída, 1L de solução contém aproximadamente 1L de água, ou seja, 1Kg de água. Dessa forma o número de mols de soluto por litro de solução (molaridade) é aproximadamente igual ao número de mols do soluto por quilograma de água (molalidade). Relações entre as unidades de concentração a) Relação entre concentração e título Dividindo a concentração pelo título, temos: Simplificando a massa, tem-se:
A densidade de uma solução é igual a massa da solução dividida pelo volume. Numa solução, no entanto, a massa da solução é igual a soma da massa de soluto e do solvente, assim, pode-se escrever: Logo: Para obtermos a concentração em g/l, devemos multiplicar a expressão obtida por 1000 (mil) porque a densidade é expressa em g/ml. Com isso, a relação entre a concentração e o título fica: C = 1000. d. T b) Concentração e molaridade e Dividindo a concentração pela molaridade temos: Simplificando a massa e o volume, tem-se: Diluição de Soluções Diluir uma solução, significa diminuir a sua concentração. O procedimento mais simples, geralmente aplicado, para diluir uma solução, é a adição de solvente à solução. Na diluição de soluções a massa de soluto, inicial e final, é a mesma, somente o volume final é maior que o inicial, a concentração final da solução será menor que a concentração inicial. Como a massa de soluto permanece inalterada durante a diluição, pode-se escrever: C1.V1 = C2.V2 Aplicando um raciocínio semelhante para a molaridade, obtém-se a expressão: M1.V1 = M2.V2 Através das expressões obtidas para a diluição de soluções, pode-se observar qua a concentração de uma solução é inversamente proporcional ao volume. Mistura de soluções Na mistura de soluções e massa total do soluto e o volume da solução final, é igual à soma das massas dos solutos e dos volumes das soluções que foram misturadas.
Solução 1 Solução 2 Solução 3 m1 = massa de soluto M1 = molaridade C1 = concentração m2 = massa de soluto M2 = molaridade C2 = concentração mr = m1 + m2 Mr =? Cr =? Para a mistura de soluções tem-se: Como mr = m1 + m2 e Vr = V1 + V2, pode escrever-se que. Mistura de soluções de solutos diferentes, que não reagem entre si Quando são misturadas duas ou mais soluções sem que haja reação entre elas, os solutos das mesmas sofrem apenas diluição. Mistura de Soluções de solutos diferentes com reação entre eles A mistura de soluções de substâncias que reagem entre si deve ser analisada como reação química. O cálculo das concentrações das substâncias que não reagiram e as substâncias que se formaram é feito de forma semelhante aos cálculos estequiométricos. Titulação A titulação é uma prática realizada em química analítica para determinar a concentração de uma solução a partir da reação química com uma outra solução de concentração exatamente conhecida. Fonte de pesquisa : www.alexandr eoliveira.com.br/