quarta-feira, 10 de novembro de 2010

Concentração das soluções

Expressamos a concentração de uma solução relacionando a quantidade de soluto existente em uma quantidade padrão de solução ou, ainda, em uma quantidade padrão de solvente. Na química as principais expressões de concentrações de soluções são a concentração em massa, concentração em massa/massa, concentração em quantidade de matéria e concentração em partes por milhão (ppm).

Para apresentação das fórmulas de concentração, usaremos a seguinte convenção:
. Tudo que se referir a soluto terá índice 1
. Tudo que se referir a solvente terá índice 2
. Tudo que se referir a solução propriamente dita não terá índice.

I – Concentração em massa (concentração comum)
Indica a quantidade em massa de soluto que se encontra dissolvido em um volume padrão. A unidade de medida é g/L

                                               C = m1
                                                      V 

II – Título em massa
Indica a quantidade de massa de soluto existente em 100 unidades de massa de solução.

                                            τm = m1 , onde m é m1 + m2
                                                    m

III – Titulo em volume
Indica a quantidade em volume de soluto existente em 100 unidades de volume de solução

                                            τv = V1, onde V é V1 + V2
                                                   V
OBS.: o título pode ser expresso em porcentagem. Para isso basta multiplicar o valor encontrado por 100.

IV – Concentração em quantidade de matéria
Indica a quantidade de mols do soluto que se encontra dissolvido num volume de 1 litro de solução.

                                                  M = n1
                                                         V
Como n1 = m1, então podemos estabelecer a seguinte relação: M =   ____m1________
                M1                                                                                                                                           M.V(L)

V – Concentração em partes por milhão
Indica uma concentração de soluções muito diluídas, em que a concentração é muito pequena.

                                          1ppm = 1 parte do soluto
                                                      106 partes de solução

VI – Fração Molar (fração em mols)
Indica o quociente entre a quantidade de mols do soluto e a quantidade total de mols numa solução (soluto + solvente). A fração molar não tem unidade. É um númuero puro e varia no intervalo de 0 < x < 1

                                                   X1 = __      n1________
                                                               n1 + n2

É importante lembrar que a soma das frações molares de todos os componentes é sempre igual a 1.


Concentração de soluções no vestibular

(PUC – SP) O soro fisiológico é uma solução de cloreto de sódio a 0,9%. A quantidade, aproximada, em mols de cloreto de sódio consumido por uma paciente que recebeu 1.500 ml de soro fisiológico é:
Dados: M (NaCl) = 58,5 g/mol
a) 0,12
b) 0,23
c) 0,46
d) 1,35
e) 13,5

GABARITO: LETRA “B”
1500 ml ------------ 100%                  X = 13,5 ml
      X     ------------ 0,9%
Em 13,5 ml, temos: C = 13,5 ÷ 58,5 = 0,2307 mols


(Fuvest) A concentração de íons fluoreto em água de uso doméstico é de 50.10−6 mol/litro. Se uma pessoa tomar 3 litros dessa água por dia, calcule, ao fim de um dia, a massa de floureto, em miligramas,que ela ingeriu (Dado: massa molar do fluoreto é de 19g/mol).

GABARITO: 2,85 mg
50.10−6 --------------- 1 litro 
      X    --------------- 3 litros                      X = 150. 10−6  mols

19g --------------- 1 mol
  Y --------------- 150. 10−6  mols               Y = 2850.10−6  mols
Como o examinador pede em miligramas, chegamos a 2,85. 10−3g ou 2,85 mg


(UFV – MG) Uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) de densidade 1,2g/mL, foi formada pela reunião de 24,5g de ácido sulfúrico e 275,5g de água.
Dados: MM1 = 98g/mol
Determine:
a) a massa é o número de mols de soluto

GABARITO: o ácido sulfúrico é o soluto, logo sua massa é de 24,5g
98g -------------- 1 mol                    X = 0,25 mol de H2SO4
24,5g -------------- X

b) o volume da solução, em litros

GABARITO: d = 1,2 g/ml
M = 275,5 + 24,5 = 300g
1,2g --------------- 1 ml                                      Y = 250 ml = 0,25 L
300g -------------- Y


(Unesp – SP) De acordo com a padronização internacional, a água potável não pode conter mais que 5. 10−5  mg de chumbo (Pb) por grama de água. Essa quantidade máxima permitida de Pb pode se expressa, em ppm, em qual valor?
a) 0,005 ppm
b) 0, 5 ppm
c) 0, 25 ppm
d) 0, 025 ppm
e) 0,05 ppm

GABARITO: LETRA “E”
1,0 g ------------------ 1000 mg                          X = 5. 10−8 mg de Pb          
   X   ------------------ 5. 10−5  mg

5. 10−8 mg de Pb -------------- 1g de água                    Y = 5. 10−2 ppm = 0,05 ppm
Y             -------------- 106 g de água 
         
(Fuvest – SP) Uma dada solução aquosa de hidróxido de sódio contém 24 % em massa de NaOH. Sendo a densidade da solução 1,25g/ml, sua concentração, em g/L, será, aproximadamente igual a:
a) 300
b) 240
c) 125
d) 80
e) 19

GABARITO: LETRA “A”
A densidade da solução é de 1,25 g/ml. Logo em 1 litro, teremos 1250 g. Só que a solução só tem 24% de massa de NaOH. Portanto a massa de NaOH será 1250 x 0,24, que é igual a 300g/L


(ESCS – DF) Uma solução tem 230g de álcool comum (CH3CH2OH) e 360g de água. As frações molares do álcool e da água na solução são, respectivamente:

a) 0,6 e 0, 8
b) 0,8 e 0,2
c) 0,8 e 0,6
d) 0,2 e 0,6
e) 0,2 e 0,8

GABARITO: LETRA “E”

Como nessa prova a tabela periódica é fornecida, temos que a massa de CH3CH2OH é igual a 46g/mol e a massa de água é de 18g/mol. Temos agora que:

. do álcool: n1 = m1 = 230 = 5 mols
                         M1     46

. da água: n1 = m1 = 360 = 20 mols
                       M1          18

Total: 5 + 20 = 25 mols

Frações molares:
.  X1 = __      n1________
               n1 + n2

. álcool: X1 = __       _5______   = 0,2
                        5 + 20

.água: X1 = __      20________  = 0,8
                     5 + 20

Note que: 0,2 + 0,8 = 1

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Autor: Antenor Nagi Passamani