Mistura de soluções de mesmo soluto

Uma solução é uma mistura homogênea (apresenta uma única fase/ aspecto visual), na qual temos a presença de um material (soluto) dissolvido em outro (solvente). Um exemplo de solução é a adição do cloreto de sódio (NaCl) à água (H₂O).

É muito comum prepararmos soluções no dia a dia, bem como realizarmos a mistura de uma com outra. Misturar duas soluções é o ato de colocar duas ou mais soluções em um mesmo recipiente. Se essa mistura envolver soluções que apresentam o mesmo solvente e o mesmo soluto, a realização desse procedimento será chamada de mistura de soluções de mesmo soluto.

Um exemplo de mistura de soluções de mesmo soluto é quando colocamos duas soluções aquosas (apresentam água como solvente) de cloreto de sódio em um mesmo recipiente, como representado a seguir:

Representação de uma mistura de soluções de mesmo soluto

Analisando a imagem, podemos observar que, quando realizamos uma mistura de soluções que apresentam o mesmo soluto e o mesmo solvente, estamos apenas realizando um aumento da quantidade do solvente e do soluto, não sendo observada nenhuma outra modificação.

Na representação a seguir, temos a indicação da quantidade de soluto e solvente em cada recipiente. Observe o resultado final dessa mistura:

Representação de uma mistura de soluções de mesmo soluto com valores

Observa-se que a primeira solução apresentava 50 mL de solvente e 30 gramas de soluto, enquanto a segunda apresentava 100 mL de solvente e 20 gramas de soluto. Ao misturar as duas, o volume resultante foi de 150 mL e a quantidade de NaCl passou a ser 50 gramas.

Dessa forma, podemos afirmar que, quando realizamos uma mistura de soluções que apresentam o mesmo soluto e o mesmo solvente, vamos ter como resultado uma soma dos volumes das soluções misturadas e uma soma das massas (quantidades) dos solutos misturados.

Volume final = volume da solução 1 + volume da solução 2

Massa do soluto final = massa do soluto da solução 1 + massa do soluto da solução 2

Por meio desses dados, é possível realizar ainda o cálculo da concentração tanto das soluções que serão misturadas (soluções iniciais) quanto da solução resultante da mistura (solução final). As modalidades de concentração mais utilizadas são a concentração comum e a molaridade, que apresentam as seguintes fórmulas:

• Concentração comum

C = m₁
         V 

C = concentração comum;
V = volume da solução;
m₁ = massa do soluto.

Exemplo: Uma solução de 200 mL com 20g de NaCl é misturada com outra de 400 mL e 80 g de NaCl. Quais são as concentrações comuns dessas soluções?

• Molaridade

M = m₁
        M_1.V

M = Molaridade;
V = volume da solução (em Litro);
M₁ = massa molar do soluto.

Para calcular a molaridade de duas soluções que foram misturadas, basta utilizar a fórmula da molaridade (transformando o volume fornecido de mL para litros e dividindo por 1000) para cada solução da seguinte maneira:

Para calcular a concentração comum da solução final a partir das concentrações e volumes fornecidos por um exercício, utilizamos a seguinte fórmula:

C₁.V₁ + C₂.V₂ = C_F.V_F

C₁= Concentração da solução 1;
C₂= Concentração da solução 2;
C_F= Concentração da solução final;
V₁= Volume da solução 1;
V₂= Volume da solução 2;
V_F= Volume da solução final.

Já para calcular a molaridade da solução final a partir das concentrações e volumes fornecidos por um exercício, utilizamos a seguinte fórmula:

M₁.V₁ + M₂.V₂ = M_F.V_F

M₁= Molaridade da solução 1;
M₂= Molaridade da solução 2;
M_F = Molaridade da solução final.

Agora veremos exemplos de cálculos envolvendo as misturas de soluções de mesmo soluto:

Qual é a molaridade de uma solução de NaOH formada pela mistura de 60 mL de solução 5 mol/L com 300 mL de solução 2 mol/L de mesma base?

Passo 1: Dados do enunciado

V₁ = 60 mL
M₁ = 5 mol/L
V₂ = 300 mL
M₂ = 2 mol/L

Passo 2: O volume da solução final é determinado pela soma dos volumes das duas soluções:

VF = V₁ + V₂
VF = 60 + 300
VF = 360 mL

Passo 3: A concentração da solução final após a mistura será determinada por meio dos dados na seguinte fórmula:

5.60 + 2.300 = M_F.360
300 + 600 = M_F.360
900 = M_F.360
900 = M_F
360
M_F = 2,5 mol/L

Observação: Um detalhe importante é o de que a concentração da solução final após uma mistura de soluções de mesmo soluto sempre terá um valor intermediário em relação ao das soluções que foram misturadas. O exemplo acima nos mostra exatamente esse fato.

Qual será o volume de uma solução de hidróxido de sódio 60 g/L que deve ser misturado a 300 mL de uma solução 80g/L de mesma base a fim de torná-la uma solução 72 g/L?

Passo 1: dados do enunciado

V₁ = ?
C₁ = 60g/L
V₂ = 300 mL
C₂ = 80 g/L
C_F = 72 g/L

Passo 2: O volume final é determinado pela soma dos volumes das duas soluções:

VF = V₁ + V₂
VF = V₁+ 300

Passo 3: O cálculo do volume da solução 1 será feito por meio da fórmula a seguir. Mas, atenção: o V_F será substituído por V₁ + 300

60.V₁ + 80.300 = 72.(V₁ +300)
60V₁ + 24000 = 72V₁ + 21600
24000 – 21600 = 72V₁ + 60V₁
2400 = 12V₁
2400 = V₁
  12
V1 = 200 mL