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Química A - Aula 8

Soluções Químicas

Concentração

Você já reparou, por exemplo, que numa dada quantidade de água podemos dissolver quantidades menores ou maiores de sal comum, desde que evidentemente, não ultrapassemos o ponto de saturação.

Pois bem, chama-se concentração de uma solução a toda e qualquer maneira de expressar a proporção existente numa dada solução.

Usaremos a seguinte convenção:

    $\displaystyle m_s \rightarrow \mbox{massa do soluto}$  
    $\displaystyle m_{sv} \rightarrow \mbox{massa do solvente}$  
    $\displaystyle m_t \rightarrow \mbox{massa do solução}$  
$\displaystyle \mbox{onde}$      
    $\displaystyle m_t=m_s+m_{sv}$ (34.1)

Título $\tau $

É o quociente de massa do soluto pela massa total da solução ( $soluto\;
+\; solvente$).

    $\displaystyle T=\frac{m_s}{m_{sv}}$ (34.2)
$\displaystyle \mbox{ou}$      
    $\displaystyle \tau=\frac{m_s}{m_s+m_{sv}}$ (34.3)

sendo o título uma grandeza adimensional.

Porcentagem em Massa $P$

É o quociente da massa do soluto (multiplicado por $100$) pela massa total da solução ( $soluto\;
+\; solvente$).


$\displaystyle P=\frac{m_s}{m_{t}}\times 100\%$     (34.4)

onde a relação entre porcentagem em massa e título é
$\displaystyle P=\tau\times 100\%$     (34.5)

Concentração Comum $C$

É o quociente da massa do soluto ($em gramas$), pelo volume da solução ($em litros$).

$\displaystyle C=\frac{m_s}{V}$     (34.6)

onde a relação entre a concentração comum, título e densidade da solução é
$\displaystyle C=d\cdot\tau\cdot 1000$     (34.7)

Onde:

\begin{eqnarray*}
&&C\rightarrow \mbox{Concentração Comum ($g/l$)}\\
&&d\rightarrow \mbox{Densidade ($g/ml$)}\\
&&\tau\rightarrow \mbox{Título}
\end{eqnarray*}

Molaridade $M$

Concentração em $Mol/l$ ou Molaridade $M$ é o quociente do número de mols do soluto pelo volume da solução (em $litros$). Sendo:

\begin{eqnarray*}
&&n_s\rightarrow \mbox{número de mols do soluto}\\
&&d\righta...
...e da solução ($l$)}\\
&&M\rightarrow \mbox{molaridade ($mols$)}
\end{eqnarray*}


    $\displaystyle M=\frac{n_s}{V}$ (34.8)
$\displaystyle \mbox{onde}$      
    $\displaystyle n_s=\frac{m_s}{M_s}$ (34.9)

Equivalente-Grama

É a massa molar do soluto dividida pela carga total do cátion ou do ânion de uma substância.


$\displaystyle E=\frac{M}{x}$     (34.10)

sendo

\begin{eqnarray*}
&&M\rightarrow \mbox{massa molar}\\
&&x\rightarrow \mbox{carg...
...\; H^+\\
&&\mbox{Para um base: x}\rightarrow\mbox{nº de}\; OH^-
\end{eqnarray*}

Número de Equivalentes-Gramas

Corresponde a massa da amostra pelo equivalente-grama da substância.

$\displaystyle N_E=\frac{m_s}{E}$     (34.11)

Normalidade

É o número de equivalentes-gramas do soluto dividido pelo volume da solução em litros.

$\displaystyle N=\frac{N_E}{V}$     (34.12)

Observação: a melhor maneira de se calcular a normalidade é a partir da molaridade, usando a expressão:

$\displaystyle N=M\cdot x$     (34.13)

Resumo das Principais Equações

Relações das Massas


\begin{displaymath}m=m_1+m_2\end{displaymath}

Número de Mols


\begin{displaymath}n_1=\frac{m_1}{mol_1}\end{displaymath}

Densidade


\begin{displaymath}d=\frac{m}{V}\end{displaymath}

Título


\begin{displaymath}T=\frac{m_1}{m}\end{displaymath}

Porcentagem em Massa


\begin{displaymath}P=100\cdot\frac{m_1}{m}\end{displaymath}

Concentração ($g/l$)


\begin{displaymath}C=\frac{m_1}{V}\end{displaymath}

Molaridade


\begin{displaymath}M=\frac{n_1}{V}\end{displaymath}

Molalidade ($mol/kg$) de solvente


\begin{displaymath}W=\frac{n_1}{m_2}\end{displaymath}

Concentração em Equivalentes-Gramas


\begin{displaymath}N=\frac{N_{e1}}{V}\end{displaymath}

Número de Equivalentes-Gramas


\begin{displaymath}N_{e1}=\frac{m}{E}\end{displaymath}

Equivalentes-Gramas


\begin{displaymath}E=\frac{mol}{x}\end{displaymath}

Pense um Pouco!

Exercícios de Aplicação


1. (ACAFE) A massa de $BaCl_2$ necessária para preparar 25 litros de solução $0,1\; M$ deste sal será:
a) $208\; g$
b) $520\; g$
c) $260\; g$
d) $416\; g$
e) $ 71\; g$


2. (ACAFE) A uréia, $NH_2CONH_2$, é um produto do metabolismo de proteínas. Que massa de uréia é necessária para preparar $500\; ml$ de uma solução $0,20\; M$?
a) $ 5,1\; g$
b) $12,0\; g$
c) $18,0\; g$
d) $24,0\; g$
e) $ 6,0\; g$


3. (ACAFE) A concentração de $NaCl$ na água do mar é de $0,43\; mol/l$. O volume em $l$, de água do mar que deve ser evaporado completamente para a produção de $5\; kg$ de sal de cozinha é aproximadamente:
a) $ 12\; l$
b) $ 25\; l$
c) $ 40\; l$
d) $200\; l$
e) $430\; l$

Exercícios Complementares


4. (ACAFE) Para uma solução a $20\;\%$ em massa e densidade $4\; g/ml$, calcule a concentração em $g/l$.
a) $ 80 \; g/l$
b) $ 800 \; g/l$
c) $ 8 \; g/l$
d) $8000 \; g/l$
e) $ 400 \; g/l$


5. (ACAFE) Uma gota de água ocupa um volume aproximado de $0,0500\; ml$. Sabendo-se que a densidade da água é $1,00\; g/cm^3$. O número de moléculas por gota de água será:
a) $1,67 \times 10^{21}$
b) $1,67 \times 10^{23}$
c) $6,00 \times 10^{23}$
d) $6,00 \times 10^{21}$
e) $3,00 \times 10^{21}$


6. Uma solução de $AgNO_3$ a $1,00\;\%$ em água é utilizada para tratar os olhos de recém-nascidos. Sendo a densidade da solução $1,08\; g/ml$, a sua molaridade em $mol/l$ é:
a) $ 1,0\; mol/l$
b) $ 0,10\; mol/l$
c) $ 20\; mol/l$
d) $ 0,5\; mol/l$
e) $ 0,06\; mol/l$


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Professor Luciano Camargo Martins
Grupo de Dinâmica Não Linear e Sistemas Dinâmicos Não Lineares
Departamento de Física
Joinville-SC, Brasil
e-mail: dfi2lcm@joinville.udesc.br
página pessoal: www.lccmmm.hpg.com.br