Cálculos referentes à molalidade
Os cálculos referentes à molalidade (concentração representada pela sigla W) são importantes quando desejamos tratar dos seguintes aspectos de uma solução:
• Massa do soluto;
• Massa do solvente;
• Número de mol do soluto;
• Massa molar do soluto.
Porém, a realização dos cálculos relativos à molalidade depende do conhecimento da fórmula utilizada para trabalhar esse tipo de concentração (assim como a molar, comum, título, ppm, etc.) de soluções. Nessa fórmula, existe a relação entre o número de mol do soluto (quantidade de matéria) e a massa do solvente (sempre em quilograma):
W = n1
m2
n1 = número de mol do soluto
m2 = massa do solvente
Obs.: Como o numerador na molalidade apresenta uma quantidade em mol e o denominador possui uma massa em quilogramas, a unidade de medida utilizada para os cálculos na molalidade é o mol/Kg, isto é, a unidade molal.
Variação da fórmula para cálculos referentes à molalidade
O número de mol do soluto corresponde à relação entre a massa do soluto e a massa molar do soluto, representado na expressão abaixo:
n1 = m1
M1
Podemos reescrever a fórmula da molalidade substituindo o termo n1 pela fórmula proposta acima. Assim:
W = m1
M1.m2
Cálculo da molalidade
Nessa situação, deve-se ter a massa do soluto (m1), a massa molar do soluto (M1) e a massa do solvente (m2). Porém, as massas do soluto podem ser substituídas pelo número de mol do soluto (n1).
Exemplo: (UFES) Qual a molalidade de uma solução que contém 34,2 g de sacarose (C12H22O11) dissolvidos em 200 g de H2O?
a) 0,1
b) 0,005
c) 0,5
d) 1,2
e) 0,0005
Massa do soluto: 34,2 g
Massa do solvente: 200 g ou 0,2 Kg (dividindo por 1000)
Para calcular a molalidade, devemos seguir a sequência:
1º: Calcular a massa molar da sacarose.
Para isso, basta multiplicar a massa de cada elemento pela sua quantidade na fórmula e, por fim, somar os resultados, como a seguir:
M1 = 12.C + 22.H + 11.O
M1 = 12.12 + 22.1 + 11.16
M1 = 144 + 22 + 176
M1 = 342 g/mol
2º: Calcular a molalidade da sacarose.
Para isso, utilizar os dados fornecidos e a massa calculada na expressão a seguir:
W = m1
M1.m2
W = 34,2.
342.0,2
W = 34,2.
68,4
W = 0,5 mol/Kg
Cálculo relativo à molalidade envolvendo a massa do solvente (m2)
Nessa situação, deve-se ter a massa do soluto (m1), a massa molar do soluto (M1) e a molalidade (W). Porém, as massas do soluto podem ser substituídas pelo número de mol do soluto.
Exemplo: Qual a massa do solvente em uma solução 0,4 molal de KCl formada pela adição de 140 g desse soluto ao solvente?
• Massa do soluto: 140
• Massa do solvente: ?
• Molalidade: 0,4
Para calcular a molalidade, devemos seguir a sequência:
1º: Calcular a massa molar do KCl.
Para isso, basta multiplicar a massa de cada elemento pela sua quantidade na fórmula e, por fim, somar os resultados.
M1 = 1.K + 1.Cl
M1 = 1.39 + 1.35,5
M1 = 39 + 35,5
M1 = 74,5 g/mol
2º: Calcular a molalidade do KCl.
Para isso, utilizar os dados fornecidos e a massa calculada na expressão abaixo:
W = m1
M1.m2
0,4 = 140
74,5.m2
29,8.m2 = 140
m2 = 140
39,8
m2 = 0,035 mol/Kg
Cálculo referente à molalidade envolvendo a massa do soluto (m1)
Nessa situação, deve-se ter a massa do solvente (m2), a massa molar do soluto (M1) e a molalidade (W). Porém, a quantidade de matéria do soluto pode ser fornecida.
Exemplo: Sabendo que uma solução foi preparada a partir da adição de uma certa quantidade de ácido clorídrico (HCl) a 700 g de água, determine qual é o valor dessa massa necessária para gerar uma solução de 0,5 molal.
• Massa do soluto (m1): ?
• Massa do solvente (m2): 700 g ou 0,7 kg (após dividir por 1000)
• Molalidade: 0,5 molal
Para calcular a molalidade, devemos seguir a sequência:
1º: Calcular a massa molar do HCl.
Para isso, basta multiplicar a massa de cada elemento pela sua quantidade na fórmula e, por fim, somar os resultados.
M1 = 1.H + 1.Cl
M1 = 1.1 + 1.35,5
M1 = 1 + 35,5
M1 = 36,5 g/mol
2º: Calcular a molalidade do ácido clorídrico.
Utilizar os dados fornecidos e a massa calculada na expressão abaixo:
W = m1
M1.m2
0,5 = m1
36,5.0,7
29,8.m2 = 140
m2 = 140
39,8
m2 = 0,035 mol/Kg
Cálculo referente à molalidade envolvendo a quantidade de matéria do soluto
Para calcular a quantidade de matéria do soluto, deve-se ter a molalidade e a massa do solvente ou, então, a massa molar do soluto, sua molalidade e a massa do solvente.
Exemplo: Sabendo que uma solução foi preparada pela adição de uma certa quantidade de cloreto de sódio (NaCl) a 300 g de água, determine qual é o valor da quantidade de matéria do soluto necessária para gerar uma solução de 0,2 molal.
• Número de mol do soluto (n1): ?
• Massa do solvente (m2): 300 g ou 0,3 kg (após dividir por 1000)
• Molalidade: 0,2 molal
Para calcular a molalidade, devemos utilizar os valores fornecidos na expressão a seguir:
W = n1
m2
0,5 = n1
0,3
n1 = 0,5.0,3
n1 = 0,15 g
Cálculo referente à molalidade envolvendo título em massa
Exemplo: Qual é o valor da molalidade de uma solução aquosa de brometo de potássio (KBr) que apresenta título igual a 0,35?
• Título em massa: 0,35
Para calcular a molalidade, devemos seguir a sequência:
1º: Calcular a massa molar do Kbr.
Para isso, multiplicar a massa de cada elemento pela sua quantidade na fórmula e, por fim, somar os resultados.
M1 = 1.K + 1.Br
M1 = 1.39 + 1.80
M1 = 39 + 80
M1 = 119 g/mol
2º: Determinar a massa do soluto e do solvente a partir do título em massa.
Sabe-se que o título em massa é a relação entre a massa do soluto (m1) e massa da solução (m):
T = m1
m
Como o título em massa fornecido é de 0,35, podemos dizer que 0,35 é a resultante da divisão entre 35 e 100:
35 = m1
100 m
Logo, a massa do soluto é igual a 35 g e a massa da solução é igual a 100. Como a massa da solução é a soma da massa do soluto com a massa do solvente, assim:
m = m1 + m2
100 = 35 + m2
m2 = 100 - 35
m2 = 65 g ou 0,065 Kg (dividindo por 1000)
3º: Calcular a molalidade do Kbr.
Para isso, utilizar os dados fornecidos e a massa calculada na expressão abaixo:
W = m1
M1.m2
W = 35
119.0,065
W = 35
7,735
W = 4,52 mol/Kg
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