Massa

Representao

soluto

m1

solvente

m2

soluo

m

ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUES

Em laboratrio, as solues normalmente so preparadas dissolvendo-se uma massadeterminada de soluto em uma certa quantidade de solvente.

Observaes:1. Quando se prepara uma soluo utilizando uma pequena quantidade de soluto slido, verifica-

se que o volume da soluo praticamente igual ao volume de gua adicionado.

2. Para facilitar nosso trabalho, adotaremos o ndice 1 para indicarmos o soluto, o ndice 2 paraindicarmos o solvente, e os dados relacionados soluo no contero ndices.

Assim:

O conhecimento das quantidades de soluto, solvente e soluo nos permite esta-belecer algumas relaes matemticas, denominadas concentrao das solues.

CONCENTRAES DAS SOLUESConcentrao comum (C)

a relao entre a massa do soluto e o volume da soluo:

O rtulo do frasco ao lado nos indica que existem 50 g de NiSO4 em 1,0 L de soluo:

Assim, temos:

Densidade da soluo (d)

a relao entre a massa da soluo e o seu volume:

277Unidade 10 Solues

C = C = g/L; g/mL; massa do soluto

volume da soluo

m1V

C = = = C = 50 g/Lm1V

50 g

1,0 L

d = d = g/L; g/mL; massa da soluo

volume da soluo

m

V

50 g de NiSO4 1,0 L de soluo

25 g de NiSO4 0,50 L de soluo

x mg solutokg solvente (soluo)

x ppm =

O rtulo do frasco da pgina anterior nos indica que 1,05 g da soluo apresentamum volume de 1,0 mL, ou seja:

Assim, temos:

Ttulo (T) (), porcentagem em massa e ppmEsse tipo de concentrao, que relaciona as massas de soluto e soluo, um dos

mais utilizados nas indstrias qumicas e farmacuticas:

O rtulo do soro fisiolgico nos indica que a por-centagem em massa 0,9%, ou seja, que existem 0,9 g desoluto (NaCl) em cada 100 g de soluo:

Atualmente, para indicar concentraes extrema-mente pequenas, principalmente de poluentes do ar, daterra e da gua, usamos a unidade partes por milho,representada por ppm.

Esse termo freqentemente utilizado para soluesmuito diludas e indica quantas partes do soluto existemem um milho de partes da soluo.

Assim, uma soluo 20 ppmcontm 20 gramas do soluto em 1 milho de gramas da soluo.

Como a soluo muito dilu-da, a massa de solvente pratica-mente igual massa da soluo.Ento, quando trabalhamos comppm, consideramos que a massa dosolvente corresponde massa dasoluo.

A relao matemtica para a determinao do ppm pode ser dada por:

ou: ou ainda:

PARTE 2 FSICO-QUMICA 278

d = = = 1,05 g/mLm

V

1,05 g

1,0 mL

= = = m1m

m1m1 + m2

massa do soluto massa do soluto + massa do solvente

0,9100

O soro fisiolgico pode ser usadono tratamento da desidratao.

Detritos domsti-cos e industriais solanados nas guas e,mesmo em pequenasquantidades (ppm),provocam poluio.

Sto

ck P

hoto

s

1,05 g de soluo 1,0 mL de soluo

1 050 g de soluo 1 000 mL de soluo (1,0 L)

d = 1,05 g/mL ou d = 1050 g/L

m1 = 0,9 g m = 100 g

= = 0,009 = 0,9% em massa de NaClna soluo

x g soluto106 g solvente

(soluo)

x ppm =

d = ? m = 1,05 g

V = 1,0 mL

x g solutox g solvente (soluo)

x ppm = . 106

Thal

es T

rigo

Vejamos um exemplo prtico da utilizao do ppm:

De acordo com a padronizao internacional, a gua potvel no pode conter maisdo que 5,0 104 mg de mercrio (Hg) por grama de gua. Essa quantidade mxima per-mitida de Hg pode ser expressa em ppm da seguinte maneira:

Ento:

Ttulo em volume e porcentagem em volume (V)Como fcil medir o volume dos lquidos, a concentrao de suas solues fre-

qentemente expressa em porcentagem em volume. No lcool comum e nas bebidasalcolicas, esta relao indicada em GL (Gay-Lussac):

O lcool comum apresenta uma porcentagem em volume de 96%, o que quer dizerque existem 96 mL de lcool (etanol) em 100 mL de soluo:

O lcool comum ou lcool etlico hidratado pode serusado como combustvel e desinfetante.

Concentrao em mol/L ou concentrao molar ou molaridade () a relao entre o nmero de mol do soluto e o volu-

me da soluo em litros:

Em cada 100 mL (0,10 L) de suco gstrico produzidopelo estmago durante o processo de digesto, existem0,0010 mol de cido clordrico (HCl). A molaridade dessasoluo dada por:

279Unidade 10 Solues

massa do soluto em mgmassa do solvente em kg

ppm =

5,0 . 104 mg

103 kgppm = = 5,0 . 101 mg/kg = 5,0 . 101 ppm = 0,5 ppm

volume do solutovolume da soluo

V =

96100

ClCl

ClCl

ClCl

Cl

Cl

H+

H+ H+

H+H+

H+

=n1

V(L) = ou =

m1M1 V(L)

n de mol do soluto volume da soluo (L)

= = = 0,01 mol/L ou 0,01 M ou [HCl] = 0,01 mol/Ln1V(L)

0,0010 mol0,10 L

96 mL de lcool (etanol)

100 mL de lcool comum

4 mL de gua

V = = 0,96 = 96%

ou 0,0010 mol HCl 100 mL de soluo

x 1 000 mL de soluo (1,0 L)

x = 0,01 mol de HCl 0,01 mol de HCl em 1 L 0,01 M

Thal

es T

rigo

RELAES ENTRE C, , d,As vrias maneiras, j vistas, de expressar as concentraes podem ser determi-

nadas pelas seguintes frmulas:

as quais apresentam algumas grandezas em comum, o que permite relacion-las entre si.

PARTE 2 FSICO-QUMICA 280

Molaridade de onsNas solues inicas possvel determinar a molaridade do solu-

to assim como a molaridade dos ons provenientes de sua dissociaoou ionizao.

A molaridade dos ons proporcional aos seus coeficientes este-quiomtricos nas equaes de ionizao ou dissociao.

Exemplo:Al2(SO4)3(aq) 2 Al

3+(aq) + 3 SO

24(aq)

proporo 1 mol 2 mol 3 molsoluo 0,2 mol/L 0,4 mol/L 0,6 mol/L0,2 M: [Al2(SO4)3] = 0,2 mol/L [Al

3+] = 0,4 mol/L [SO24 ] = 0,6 mol/L

= 0,2 M 0,4 M 0,6 M 123 123 123

=n1V

m1m

= d =mV

C =m1V

concentrao ttulo densidade concentraocomum da soluo em mol/L

C = d . = . M1

unidades: g/L = g/L = mol . gL mol

gua oxigenada a 10 volumesVoc j deve ter notado que a gua oxigenada vendida em fras-

cos escuros ou em plsticos opacos. Isso se deve ao fato de a luz serum dos fatores responsveis pela sua decomposio (fotlise),na qualocorre a liberao de gs oxignio. Assim, as concentraes dassolues de gua oxigenada so definidas em funo do volume deO2(g) liberado (medido nas CNTP) por unidade de volume da soluo.

Dessa maneira, uma gua oxigenada de concentrao 10 volumeslibera 10 litros de O2(g) por litro de soluo. Para obtermos 1 litro deuma soluo de gua oxigenada a 10 volumes, devemos dissolveruma massa (m1) de H2O2 em gua, que ir liberar, na sua decom-posio, 10 litros de O2, medidos nas CNTP.

A determinao da massa (m1) feita da seguinte maneira:(massa molar do H2O2 = 34 g mol

1)H2O2 H2O + 1/2 O2 34 g 11,2 L (CNTP)1 mol 0,5 mol m1 10 L

m1 =34 g 10 L

m1 = 30,3 g de H2O211,2 LAssim, a massa m1 = 30,3 g de H2O2 a necessria para produzir 1,0 litro de soluo de

gua oxigenada a 10 volumes.

A enzima catalase, pre-sente no sangue, acele-ra a decomposio dagua oxigenada.

CE

DO

C