Estudo das Soluções III

Uma vez que aprendemos a classificar uma solução e a trabalhar com a proporção entre soluto e solvente, resta-nos conhecer as diferentes maneiras de quantificar a composição da solução estudada. São elas:

¬ Concentração comum (c);

É a mais utilizada, principalmente em soluções cujo solvente é líquido e que não são sujeitas a grandes variações de temperatura. É calculada pela razão entre a massa de soluto e o volume da solução:

Sua unidade é o grama por litro (g/L).

Exemplo: Uma solução contendo 3,0 gramas de sal de cozinha em 100 mililitros de solução terá concentração comum de 30 g/L. Pois é necessário converter o volume de mililitro (mL) para litro (L) e então efetuar a divisão.

¬ Concentração molar ou molaridade (M);

É tão utilizada quanto a concentração comum, mas apenas quando a intenção é apresentar a quantidade de matéria do soluto por volume de solução:

Sua unidade é o mol por litro (mol/L), também chamado de molar (M).

Exemplo: Uma solução contendo 58,5 gramas de sal de cozinha (NaCl) em dois litros da mesma, contém na verdade, um mol do soluto (MMNa = 23,0 g/mol e MMCl = 35,5 g/mol) para cada dois litros de solução. Ou seja, meio mol por litro, expresso também como 0,5 mol/L ou 0,5 M.

¬ Título em massa (TM);

É a forma de concentração expressa com mais frequência para soluções sólidas. Ligas metálicas como o aço e joias constituídas de ouro, prata e/ou cobre têm suas composições apresentadas nesta forma:

Por dividir massa por massa, não apresenta unidade. É uma grandeza adimensional.

Exemplo: Um garfo constituído de 150 gramas de prata (Ag) e 50 gramas de ouro Au) terá 75 % de Ag e 25% de Au.

¬ Título em volume (TV);

Aplicada a soluções nas quais soluto e solvente são líquidos, como bebidas alcoólicas em geral.

Também por dividir grandezas iguais (desta vez volume por volume), não apresenta unidade. É uma grandeza adimensional.

Exemplo: Uma cerveja de fabricação pilsen apresenta 5 % de álcool em volume. Isso significa que uma garrafa de 600 mililitros terá 30 mililitros de álcool.

¬ Densidade (d);

Esta é aplicada a qualquer sistema. Muito comum aparecer em exercícios que requerem conversão entre diferentes concentrações:

Sua unidade é o grama por centímetro cúbico (g/cm³) ou grama por mililitro (g/mL), semelhantes à da concentração comum, pois dividem massa por volume.

Exemplo: Um solução que contenha 150 gramas de soluto, 75 gramas de solvente e cujo volume seja de 100 mililitros, terá de 2,25 g/mL de densidade.

¬ Molalidade;

Aplicada a soluções líquidas quando sujeitas a grandes variações de temperatura, o que implica em variação de volume considerável. É vista principalmente no estudo das propriedades coligativas.

No S.I. a molalidade é medida em mol por quilograma (mol/Kg), também chamada de molal, note que nem a massa e a quantidade de matéria variam em função da temperatura.

Exemplo: uma solução formada por 40 gramas de soda cáustica e 100 gramas de água terá 10 mol/Kg de molalidade. Observe que o soluto é o NaOH (MMNa = 23,0 g/mol; MMO = 16,0 g/mol e MMH = 1,0 g/mol) e sua massa molar é 40 g/mol.

¬ Fração molar (X);

Esta é a mais adequada para misturas gasosas, nas quais as demais concentrações sofreriam grandes efeitos de pressão e temperatura.

Mais uma grandeza adimensional, por dividir grandezas de unidades idênticas.

Exemplo: Uma mistura gasosa formada por 8 mols de gás nitrogênio e 2 mols de gás oxigênio terá frações molares XN2 = 0,8 e XO2 = 0,2.

¬ Partes por milhão (ppm);

É a mais empregada em soluções extremamente diluídas e em misturas sólidas nas quais a massa do objeto de estudo corresponde à milionésima (uma em um milhão) parte da amostra.

Assume-se que a solução, de tão diluída, tem a mesma densidade que a água pura. Com isso, um litro de solução terá um quilograma de massa. A partir disso temos apenas de observar a conversão entre unidades.

Um grama por litro seria uma parte em mil. Então uma parte em um milhão, ou ppm, é o equivalente a um miligrama de soluto por litro de solução.

¬ Volume de oxigênio.

Consideremos a seguinte equação:

Nela temos representada a decomposição de água oxigenada em água comum e gás oxigênio. Note que a proporção é de 2 mols de H2O2 para 1 mol de O2, o que significa que 68 gramas de H2O2 reagem para formar 22,4 litros de O2 nas CNTP.

Qual seria então a quantidade necessária para se formar 10 litros ou 20 litros nas mesmas condições? Aí é o que toda manicure usa para retirar o esmalte das unhas de suas clientes.

Nada que uma regra de três não resolva.

68 g H2O2 --------- 22,4 L O2

     x         --------- 10 L O2

Temos, aproximadamente, que 30,36 gramas de água oxigenada são suficientes para liberar dez litros de gás oxigênio nas CNTP.

Como a embalagem da figura acima informa um volume de produto igual a 100 mL, conclui-se que a concentração do soluto é de 303,6 g/L ou 8,93 mol/L.

Como eu fiz esta conversão? Aí é pretexto para a próxima parte. Na qual veremos as transformações entre as diferentes formas de concentração.

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