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Tipos de Concentração

Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução.
As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc.
Observe:
m1= 2g
n2 = 0,5mol
V = 14L

Cada grandeza tem um índice. Utilizamos índice:
1 = para quantidades relativas ao soluto
2 = para quantidades relativas ao solvente
nenhum índice = para quantidades relativas à solução

Exemplos:
massa de 2g do soluto NaCl: m1= 2g
número de mols de 0,5mol do solvente água: n2 = 0,5mol
volume da solução de 14L: V = 14L

As concentrações podem ser:

  1. Concentração Comum
  2. Molaridade
  3. Título
  4. Fração Molar
  5. Normalidade

Concentração Comum (C)

É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em litros.

Onde:                                                                                                           
C = concentração comum (g/L)
m1= massa do soluto(g)
V = volume da solução (L)

Exemplo:
Qual a concentração comum em g/L de uma solução de 3L com 60g de NaCl?


Concentração comum é diferente de densidade, apesar da fórmula ser parecida. Veja a diferença:

A densidade é sempre da solução, então:

Na concentração comum, calcula-se apenas a msoluto, ou seja, m1

Molaridade (M)

A molaridade de uma solução é a concentração em número de mols de soluto e o volumede 1L de solução.

Onde:                                                            
M = molaridade (mol/L)
n1= número de mols do soluto (mol)
V = volume da solução (L)

O cálculo da molaridade é feito através da fórmula acima ou por regra de três. Outra fórmula que utilizamos é para achar o número de mols de um soluto:

Onde:
n = número de mols (mol)
m1 = massa do soluto (g)
MM = massa molar (g/mol)

Exemplo:      
Qual a molaridade de uma solução de 3L com 87,75g de NaCl?
                    

                  
                

Podemos utilizar uma única fórmula unindo a molaridade e o número de mols:


Onde:
M = molaridade (mol/L)
m1 = massa do soluto (g)
MM1= massa molar do soluto (g/mol)
V = volume da solução (L)

Título () e Percentual (%)

É a relação entre soluto e solvente de uma solução dada em percentual (%).
Os percentuais podem ser:
- Percentual massa/massa ou peso/peso:
%m/m ; %p/p


- Percentual massa/volume:
%m/V ; %p/V

  
- Percentual volume/volume:
%v/v

Exemplos:
NaCl 20,3% = 20,3g em 100g de solução
50% de NaOH = 50g de NaOH em 100mL de solução (m/v)
46% de etanol = 46mL de etanol em 100mL de solução (v/v)
O título não possui unidade. É adimensional. Ele varia entre 0 e 1.
O percentual varia de 0 a 100.
   ou  

Para encontrar o valor percentual através do título:

Relação entre concentração comum, densidade e título:


     
Relação entre outras grandezas:

Ou simplesmente:
 

 

Exemplo:
1) Uma solução contém 8g de NaCl e 42g de água. Qual o título em massa da solução? E seu título percentual?
                        % = ?
                          
               
                                                                         
                                  
   
                                   

2) No rótulo de um frasco de HCl há a seguinte informação:
título percentual em massa = 36,5%
densidade = 1,18g/mL
Qual a molaridade desse ácido?
Transformar o percentual em título:

Depois aplicar a fórmula:



Para achar a molaridade:



Fração Molar (x)

A fração molar é uma unidade de concentração muito utilizada em físico-química. Pode ser encontrado o valor da fração molar do soluto e também do solvente. É uma unidade adimensional.
     ou    

 

    ou     

Então:


Onde:
x = fração molar da solução
x1= fração molar do soluto
x2 = fração molar do solvente
n1= n°de mol do soluto
n2 = n° de mol do solvente
n = n° de mol da solução

Observação:




Exemplo:

Adicionando-se 52,0g de sacarose, C12H22O11 a 48,0g de água para formar uma solução, calcule para a fração molar da sacarose nesta solução:

            

Para achar a fração molar do soluto (sacarose):

 

Normalidade (N ou η)

É a relação entre o equivalente-grama do soluto pelo volume da solução. A unidade é representada pela letra N (normal). Está em desuso, mas ainda pode ser encontrada em alguns rótulos nos laboratórios.



Onde:                                                           
N = normalidade (N)
n Eqg1 = número de equivalente-grama do soluto
V = volume da solução

Como calcular o equivalente-grama?
Para ácido:

Onde:
1E ácido = 1 equivavelnte-grama do ácido
MM = massa molar

Exemplo:
Quantas gramas tem 1E (um equivalente-grama) de HCl?
           

Para base:

Onde:
1E base = 1 equivavelnte-grama da base
MM = massa molar

Exemplo:
Quantos equivalentes-grama tem em 80g de NaOH?
        

Para sal:

Onde:
1E sal = 1 equivavelnte-grama do sal
MM = massa molar

Exemplo:
Quantas gramas tem 1E de NaCl?
       

Resumindo as três fórmulas, o equivalente-grama pode ser dado por:

Onde:
MM = massa molar
x = n° de H+, n° de OH- ou n° total de elétrons transferidos

Algumas relações entre normalidade, molaridade e massa:

         

Exemplo de cálculo envolvendo normalidade:
Qual a massa de ácido sulfúrico (H2SO4) contida em 80mL de sua solução 0,1N?
Dados:
MM = 98g/mol
V = 80mL = 0,08L
N = 0,1N
m1= ?
Calcular o equivalente-grama:

Calcular a massa:
            

 

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