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Unidades de concentração das soluções

Uma solução é constituída por um ou mais solutos e por um solvente, que normalmente está em maior quantidade. Para representar as quantidades de soluto e solvente presentes na solução, utiliza-se as unidades de concentração. As unidades de concentração representam diferentes maneiras de expressar a quantidade de soluto existente em uma solução.

CONCENTRAÇÃO COMUM

Também conhecida como concentração em grama/litro, indica a massa de soluto, em gramas, existente em 1 L de solução.

Veja, a saguir, um frasco contendo ácido clorídrico 70 g/L. Podemos interpretar como: em cada 1 L de solução, há a presença de 70 g de ácido clorídrico. 

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acido_cloridrico.jpg

Exemplo: uma solução de hidróxido de sódio foi preparada acrescentando-se 40 g do soluto em água até se completar o volume 500 mL. Determine, em gramas por litro, a concentração da solução.

ATENÇÃO: apesar de apresentar fórmula similar à concentração comum, a densidade não é uma unidade de concentração, já que considera a massa de toda a solução, e não apenas do soluto. Além disso, uma de suas unidades mais comuns é expressa em g/mL, diferente da concentração comum, que é representada em g/L.

CONCENTRAÇÃO MOLAR OU EM QUANTIDADE DE MATÉRIA (M OU [ ]) 

Número de mols de partículas do soluto que se encontra dissolvido, dissociado ou não, em cada litro de solução.

Veja, a seguir, um frasco contendo CuSO4 0,2 mol/L. Podemos interpretar como: em cada 1 L de solução, temos a presença de 0,2 mol de sulfato de cobre (49,9 g). 

Exemplo: uma solução de sulfato de alumínio foi preparada acrescentandose 17,1 g do soluto em água até completar o volume 200 mL. 

a) Determine, em mol por litro, a concentração da solução. 

b) Determine, em mol por litro, a concentração de cada íon resultante de uma dissociação total do soluto na solução.

TÍTULO EM MASSA (T)

Massa em gramas, do soluto, dissolvida numa massa, também em gramas, de solução.

PORCENTAGEM 

PORCENTAGEM EM MASSA (%m/m) OU TÍTULO PERCENTUAL (%) OU (T%)

Indica a massa de soluto, em gramas, existente em 100 g de solução.

Como interpretar?

P = 10% → indica que existem 10 g de soluto em 100 g de solução. 

P = 20% → indica que existem 20 g de soluto em 100 g de solução.

Podemos interpretar a leitura do soro fisiológico 0,9% m/m, sendo: 0,9 g de NaC𝓁 – 100 g de soro fisiológico

https://br.depositphotos.com/stock-photos/infus\%C3\%A3o.html

PORCENTAGEM EM VOLUME (%V/V)

É o volume de soluto presente em 100 ml de solução. 

Ácido nítrico 70% v/v
70% de ácido nítrico/100 mL de solução

Exemplo 1: uma solução 20% v/v contém 20 ml de soluto em 100 ml de solução.

Exemplo 2: o teor alcoólico de uma determinada bebida é igual a 6,5°GL. Qual é o volume de etanol contido em uma garrafa contendo 600 mL dessa bebida?

Resolução: 

6,5 mL de etanol → 100 mL de bebida
x → 600 mL de bebida
x = (6,5)(600)/(100) = 39 mL

PORCENTAGEM MASSA/VOLUME (%m/V)

É a massa de soluto presente em 100 ml de solução. 

Rótulo: 5% m/v de glicose 
5 g de glicose – 100 mL de solução

Exemplo: o soro fisiológico é uma solução de cloreto de sódio 0,9% massa por volume. Qual é a massa de cloreto de sódio que deve ser pesada para o preparo de 2 litros de soro fisiológico?

Exemplo: o soro fisiológico é uma solução de cloreto de sódio 0,9% massa por volume. Qual é a massa de cloreto de sódio que deve ser pesada para o preparo de 2 litros de soro fisiológico?

Resolução:

0,9 g de NaCℓ → 100 g de solução

x→2000 g de solução
x =(0,9)(2000)/100=18 g

FRAÇÃO MOLAR (X) 

Representa a divisão do número de mols, de soluto ou de solvente, pelo número de mols total da solução.

Onde X representa a fração molar e n o número de mols. É importante observar que o valor de X se encontra no intervalo 0 < X < 1 e que a soma das frações molares do soluto e do solvente devem equivaler ao todo, ou seja, a 1. 

Exemplo:  Uma solução foi preparada dissolvendo-se 15 g de glicose em 85 g de água. Calcule o título, porcentagem em massa e as frações molares dos componentes da solução.

Resolução:

PARTES POR MILHÃO (PPM) E POR BILHÃO (PPB)

Expressa quantas partes do soluto existem em um milhão (ou em um bilhão) de partes da solução. Esse tipo de unidade é utilizado para expressar concentrações de ambientes onde as soluções são extremamente diluídas, sendo difícil fazer o cálculo do todo. 

Partes por milhão (ppm): quantidade de soluto, presente em 106 gramas de solução. 

Exemplo: em amostra de água retirada de um lago poluído, verificou-se que o chumbo presente na mesma apresentava uma concentração de 414 ppm. Considerando a densidade dessa água igual a 1g · mL-1, qual é o número de íons chumbo, em gramas, presentes em 1 mL dessa água?

Resolução:

Partes por bilhão (ppb): quantidade de soluto, presente em 109 gramas de solução. 

A unidade de ppm e ppb pode ser expressa em termos de massa ou volume, desde que sejam iguais para soluto e solução. 

Exemplo 1: a água de um rio apresenta a concentração de 10 ppm em massa de cobre. Significa que a cada 1 g da água deste rio contém 10 µg de cobre.

Exemplo 2: 1 Kg de mercúrio foi derramado em um lago de volume igual a 10 milhões de litros. Expresse a concentração desse metal em partes por bilhão, considerando que a densidade da água no lago é igual 1g · mL-1.

Resolução:

CURSO EEAR 2023

ESA 2022

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