Tipos de Concentração

                                          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:
                     

DILUIÇÃO

Consiste em adicionar mais solvente puro a uma determinada solução.
A massa de uma solução após ser diluída permance a mesma, não é alterada, porém a sua concentração e o volume se alteram. Enquanto o volume aumenta, a concentração diminui. Veja a fórmula:

Onde:
M1 = molaridade da solução 1
M2 = molaridade da solução 2
V1 = volume da solução 1
V2 = volume da solução 2
Para esta fórmula, sempre M1 e V1 são mais concentrados e M2 e V2 são mais diluídos.

Exemplo:
Um químico deseja preparar 1500mL de uma solução 1,4mol/L de ácido clorídrico (HCl), diluindo uma solução 2,8mol/L do mesmo ácido. Qual o volum de solução que havia na primeira solução a ser diluída?
Dados:
           






       

Para saber: As unidades de volume foram mantidas em mL. Caso houver uma das unidades diferente, devemos transformá-la para litros.


Fonte:    http://www.soq.com.br