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Concentração em mol/L dos íons

A concentração em mol/L ou concentração em quantidade de matéria (também conhecida como Concentração Molar ou Molaridade) é a relação de matéria do soluto (n1 em mol) e o volume da solução em litros (V).

Por exemplo, se dizemos que uma solução de sacarose (açúcar comum) possui concentração de 1,5 mol/L, isso quer dizer que em cada litro da solução há 1,5 mol do soluto (sacarose) dissolvido.

No entanto, determinadas substâncias ao serem colocadas em água sofrem dissociação (substâncias iônicas cujos íons são separados) ou ionização (substâncias moleculares reagem com a água formando íons que antes não existiam).

Nesses casos, podemos determinar a concentração em mol/L para os cátions e para os ânions na solução se soubermos a concentração em mol/L da solução e as fórmulas das substâncias dissolvidas.

É também importante saber o seguinte:

Regra para se determinar a concentração em mol/L dos íons

Já que os coeficientes da equação química de ionização ou de dissociação são importantes, precisamos saber escrever esse tipo de equação. Para tal basta seguir o esquema genérico abaixo:

1 AxBy x A+y + y B-x
1 mol       x mol    y mol

Observe que os coeficientes dos íons na equação são iguais aos índices na fórmula da substância, e as suas cargas também são numericamente iguais aos índices, só que trocados.

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Por exemplo, digamos que dissolvemos o sulfato de alumínio em água (Al2(SO4)3), a sua equação de dissociação total é dada por:

                      1 Al2(SO4)3(aq)2 Al3+(aq)  + 3 SO42-(aq)
proporção :        1 mol              2 mol           3 mol

Considere que essa solução possui concentração igual a 0,01 mol/L, qual é a concentração dos íons se a dissociação for total?

                       1 Al2(SO4)3(aq) → 2 Al3+(aq)  + 3 SO42-(aq)
proporção :        1 mol                    2 mol                3 mol
solução:            0,01 mol/L            2 . 0,01 mol/L    3 . 0,01 mol/L
concentração: 0,01 mol/L            0,02 mol/L        0,03 mol/L

Agora considere um segundo exemplo, em que a dissociação iônica não é total:

“Determine as concentrações em mol/L dos íons Ca2+ e OH- em uma solução aquosa que possui 0,01 mol/L de Ca(OH)2, com α = 0,070 (70%).”

Resolução:

                       1 Ca(OH)2(aq) → 1 Ca2+ (aq)  + 2 OH- (aq)
proporção :        1 mol                    1 mol               2  mol
solução:            0,01 mol/L            0,01 mol/L      2 . 0,01 mol/L
concentração: 0,01 mol/L            0,01 mol/L        0,02 mol/L

Essas seriam as concentrações se α fosse igual a100%, mas como é 70%, temos:

0,01 mol/L de íons Ca2+ (aq) ------ 100%
x -------------------------------------- 70%
x = 70 . 0,01
         100

x = 0,07 mol/L de íons Ca2+ (aq) 

0,02 mol/L de íons OH-(aq)------ 100%
y --------------------------------- 70%
y = 70 . 0,02
         100

y = 0,014 mol/L de íons OH-(aq).

O cálculo da concentração em mol/L dos íons presentes em solução depende do seu grau de dissociação ou de ionização
O cálculo da concentração em mol/L dos íons presentes em solução depende do seu grau de dissociação ou de ionização
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
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Lista de Exercícios

Questão 1

(UFMG) O Ministério da Saúde estabelece os valores máximos permitidos para as concentrações de diversos íons na água destinada ao consumo humano. Os valores para os íons Cu2+(aq) e F(aq) estão apresentados nesta tabela:


Tabela com valores de concentração em mol/L de íons em exercício

Um volume de 1000L de água contém 3,5 . 102 mol de CuF2(aq). Considerando-se a concentração desse sistema, é correto afirmar que:

a) apenas a concentração de Cu2+(aq) ultrapassa o valor máximo permitido.

b) apenas a concentração de F(aq) ultrapassa o valor máximo permitido

c)  as concentrações de Cu2+(aq) e F(aq) estão abaixo dos valores máximos permitidos.

d) as concentrações de Cu2+(aq) e F(aq) ultrapassam os valores máximos permitidos.

Questão 2

(UFMS) O sulfato de amônio dissolve-se na água formando uma solução condutora de corrente elétrica que contém NH4+ e SO42-. Em face das informações anteriores, é correto afirmar que:

a) A fórmula do sulfato de amônio é (NH4)2SO4.

b) A equação que representa a dissolução na água é NH4SO4 → NH4+ + SO42-.

c) A molaridade do NH4+ na solução será igual à molaridade do SO42-.

d) A molaridade do NH4+ na solução será a metade da molaridade do SO42-.

e) Se for dissolvido 0,100 mol de sulfato de amônio em água para formar 500 mL de solução, as concentrações dos íons amônio e sulfato serão respectivamente 0,400 mol/L e 0,200 mol/L.

f) O sulfato de amônio é um composto de natureza iônica, mas contém na sua estrutura ligações covalentes.

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