Dicas úteis

Exemplos de cálculo da concentração de soluções

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Na prática química, geralmente é necessário trabalhar com soluções de concentração rigorosa. Por exemplo, a preparação de soluções medicinais requer uma quantidade estritamente especificada da substância ativa; caso contrário, o efeito terapêutico não será alcançado ou a solução será prejudicial à saúde. Além disso, a maioria das reações químicas é realizada em soluções e, para o curso correto da reação, é necessário o uso de substâncias de concentração estrita. Um erro - e a reação ficará fora de controle, e é bom se não prejudicar o químico e sua propriedade.

É por isso que a concentração das substâncias envolvidas na reação é sempre indicada. Uma maneira de indicar a saturação das soluções é uma fração de massa, que é a massa do soluto em relação à massa total da solução. A fórmula da fração de massa é a seguinte:

onde m1 é a massa da substância ativa, m é a massa da solução.

Por exemplo, marinada de repolho caseiro é uma solução preparada de acordo com a receita: 10 g de sal de mesa por 1 litro de água. À primeira vista, parece que essa marinada tem uma concentração de sal de 1%, mas não é assim. Se a 1 litro de água pura, que pesa 1000 g, adicionar 10 g de sal, a massa da solução será de 1,01 kg. Portanto, a concentração da marinada será:

w = 10/1010 = 0,9%

A diferença é pequena, mas em experimentos químicos essa diferença pode desempenhar um papel decisivo. Portanto, ao preparar soluções de acordo com as receitas dos diretórios químicos, a substância ativa é adicionada primeiro ao copo e, em seguida, o solvente é adicionado ao nível especificado.

A concentração de massa de uma substância também é chamada de concentração percentual, mas em alguns casos é muito mais conveniente usar outra medida de saturação - concentração molar.

Concentração molar

Ao diluir uma solução, seu volume e concentração mudam, mas a quantidade de substância permanece estática. Uma toupeira na química é a quantidade de uma substância na qual 6.022 × 10 23 partículas estruturais estão presentes. Este valor não foi escolhido por acaso. O químico italiano Amadeo Avogadro aceitou a toupeira como uma unidade de medida, mas não estabeleceu uma quantidade específica para ele: ele sabia apenas que essa quantidade era incomensuravelmente maior. Mais tarde, o ganhador do Nobel Jean Baptiste Perrin pediu à toupeira a quantidade de substância igual ao número de átomos contidos em 12 gramas do isótopo de carbono-12.

Massa molar é a massa de um mol de uma substância química, facilmente determinada de acordo com a tabela periódica: basta somar as massas atômicas dos elementos que compõem o composto. Por exemplo, 1 mol de oxigênio O2 tem uma massa de 32 gramas, uma vez que cada átomo de oxigênio é caracterizado por uma massa atômica de 16 unidades.

Concentração molar é o número de moles de substância ativa por 1 litro de solução. Imagine que 790 gramas de permanganato de potássio foram adicionados ao balão. O permanganato de potássio, também conhecido como permanganato de potássio, possui a fórmula KMnO4. A massa molar da substância é calculada como a soma das massas atômicas dos elementos: 39 + 55 + 16 × 4 = 158 g / mol. Assim, foram adicionados 790/158 = 5 moles de permanganato de potássio ao balão. Se adicionarmos água destilada exatamente até 2 l ao balão, obteremos uma solução de permanganato de potássio com uma concentração de 2,5 M ou 2,5 mol / litro.

Agora imagine que 360 ​​g de ácido clorídrico foram adicionados ao balão. Uma mole de ácido clorídrico tem uma massa de 36 g, portanto, 10 mol da substância são adicionados ao balão. A densidade do cloreto de hidrogênio é de 1,19 g / cm³; portanto, o ácido ocupa um volume de:

360 / 1,19 = 302,5 cm³ ou 0,3025 litros

Se adicionarmos água destilada ao balão até o nível de 2 litros, obteremos uma solução de 5M. Mas se você medir 2 litros de água com antecedência e derramá-los no balão, a concentração molar da solução mudará, já que agora no balão não há 2 litros de solução, mas 2,3025 litros. Portanto, a concentração molar de tal solução é 10 / 2,3025 = 4,34 mol / litro.

Para evitar tais incidentes, é utilizada uma concentração molal - a quantidade de soluto por 1 kg de solvente. Como adicionamos água, 2 l de água tem uma massa de 2 kg; portanto, a concentração molar de ácido clorídrico será de 5 m. No caso de usar outros solventes (álcool branco, acetona, aguarrás), primeiro seria necessário calcular sua massa de acordo com a fórmula:

onde p é a densidade do solvente.

Se você adicionar ainda mais solvente, as concentrações molares e molares diminuirão.

Calculadora de diluição

As soluções obtidas acima podem ser facilmente diluídas com solventes ou soluções de menor concentração. A diluição ocorre de acordo com uma fórmula simples:

onde M1 e V1 são a concentração e o volume da solução antes da diluição e M2 e V2 são após a diluição.

Essa fórmula está incorporada em nossa calculadora on-line, com a qual é fácil calcular a solução resultante após a diluição e a quantidade de solvente necessário.

Diluição da solução

Haja 2 litros de solução de etanol com uma concentração de 5M. Quanta água destilada deve ser adicionada para reduzir a concentração da solução para 1M? Portanto, temos todos os dados necessários para o cálculo - basta adicioná-los às células apropriadas da calculadora e obter a resposta:

  • Volume após diluição (V2): 5.0000 L
  • A quantidade de solvente adicionado (V): 3,0000 L

Conclusão

A diluição de soluções é uma tarefa típica, não apenas no laboratório, mas também na cozinha, em casa ou em atividades profissionais. Chefs, farmacêuticos, limpadores, motoristas, perfumistas e representantes de muitas outras profissões precisam diluir soluções concentradas de substâncias. Use nossa calculadora para verificar seus cálculos.

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