Relações entre tipos de concentração das soluções

Existem várias formas de se calcular e determinar as concentrações das soluções químicas

Existem vários tipos de concentração das soluções químicas, entre eles, temos:

·Título ou Porcentagem em massa de uma solução

As fórmulas usadas para calcular cada uma dessas concentrações são:

Fórmulas das concentrações das soluções químicas

É importante lembrar que o índice 1 indica que a grandeza se refere ao soluto, índice 2 se refere ao solvente e quando não há índice, trata-se da solução. Por exemplo:

m₁ = massa do soluto;
m₂ = massa do solvente;
m = massa da solução (m₁ + m₂).

Podemos relacionar esses tipos de concentração das soluções e, dessa forma, chegar a novas fórmulas que podem ser usadas quando conveniente. Veja algumas dessas relações:

Relação da concentração comum com o título:

C = m₁→ m₁ = C . V
V
T = m₁→ m₁ = T . m
m

C . V = T . m
C = T . m (I)
V

Da fórmula da densidade, temos:

d = m
V

Então, podemos fazer a seguinte substituição em (I):

C = T . d

É importante lembrar que a concentração comum (C) e a densidade devem estar nas mesmas unidades. Não pode acontecer, por exemplo, de a densidade estar em g/L e a concentração em g/cm³.

Agora temos uma nova fórmula que relaciona concentração comum, título e densidade. Veja um exemplo de exercício em que podemos usar essa relação:

Exemplo:

“Numa estação de tratamento de água, adicionou-se cloro até 0,4% de massa. A densidade da solução final era de 1,0 g/mL. Qual será a concentração de cloro nessa solução em g/L?”

Resolução:

Dados:

d = 1,0 g/mL
T = 0,4 %= 0,004
C = ? g/L

A primeira coisa que temos que fazer é igualar as unidades, passando a densidade de g/mL para g/L:

1000 mL = 1 L

1,0 g ---------- 1 mL
x -------------- 1000 mL
x = 1000 g → d = 1000 g/L

Agora usamos a fórmula que encontramos para descobrir a concentração comum:

C = T . d
C = 0,004 . 1000 g/L
C = 4 g/L

Relação entre concentração comum e concentração em mol/L:

C = m₁→ m₁ = C . V
V
M = n₁→ M = ___m₁___ → m₁ = MM₁ . V . M
V MM₁ . V

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C . V = MM₁ . V . M

C = MM₁ . V . M
V
C = MM₁ . M

Em que:

C = Concentração comum;
MM₁= massa molar do soluto;
M = concentração em mol/L (molaridade).

Exemplo:

“Determine a concentração em mol/L e em g/L de 30g de ácido acético presente em cada 5L de vinagre (H₃CCOOH). (Massa molar do H₃CCOOH = 60 g/mol).”

Resolução:

Dados:

m₁ = 30g
V = 5 L
MM₁ = 60 g/mol
C = ? g/L
M = ? mol/L

Podemos encontrar o valor da concentração comum pela sua fórmula básica:

C = m₁
V
C = 30g
5L
C = 6 g/L

Agora podemos usar a relação abaixo para encontrar o valor da concentração em mol/L:

C = MM₁ . M
M = __C__
MM₁

M = __6 g/L __
60 g/mol
M = 0,1 mol/L

Podemos estabelecer o seguinte também:

C = MM₁ . M
C = T . d

MM₁ . M = T . d

Vamos usar essa relação para resolver mais um exercício:

Exemplo:

“O ácido sulfúrico (H₂SO₄) é um reagente muito importante para trabalhos desenvolvidos em laboratório. Observe o frasco abaixo e indique qual é a concentração em mol/L desse ácido sulfúrico. (Massa molar do H₂SO₄= 98 g/mol).”

Frasco de ácido sulfúrico usado em exercício