Unidades de Concentração: quais são, propriedades e exemplos

Nos laboratórios podemos preparar soluções através da dissolução de uma certa quantidade de massa de soluto em uma determinada quantidade de solvente. Quando preparamos uma solução contendo uma massa pequena de soluto (no estado sólido), podemos verificar que o volume da solução é aproximadamente igual ao volume da água (solvente) adicionado.

O conhecimento das quantidades de soluto, solvente e solução nos permite estabelecer algumas relações matemáticas, denominadas concentração das soluções.

Existem alguns modos de calcular a concentração das soluções que serão apresentadas a seguir. A diferença principal entre eles é a unidade de concentração utilizada.

Unidades de concentração são medidas que expressam a quantidade de uma substância presente em uma solução em relação à quantidade total da solução. Elas são amplamente utilizadas na química para descrever a composição de soluções, misturas e suspensões.

As Unidades de Concentração são utilizadas para medir a quantidade de uma substância dissolvida em outra substância (normalmente um solvente). Elas descrevem a relação entre a quantidade da substância dissolvida e o volume ou massa do solvente. Confira algumas das unidades de concentração:

Concentração em Massa (g/mL; g/L)

A Concentração em Massa é uma unidade que indica a quantidade de soluto presente em uma solução em relação ao volume total da solução. Essa concentração é expressa em gramas por mililitro (g/mL) ou gramas por litro (g/L). Basicamente, ela nos informa quantos gramas de soluto estão dissolvidos em cada mililitro ou litro de solvente.

Exemplo:

Vamos considerar um exemplo prático. Imagine que você deseja preparar uma solução de açúcar (sacarose, C12H22O11). Se você dissolver 50 gramas de açúcar em 1000 mililitros (1 litro) de água, a concentração em massa seria calculada da seguinte forma:

Concentração em Massa (g/mL) = Massa do Soluto (g) / Volume do Solvente (mL)

Substituindo os valores:

Concentração em Massa (g/mL) = 50 g / 1000 mL = 0,05 g/mL

Portanto, a concentração em massa dessa solução de açúcar é de 0,05 gramas por mililitro.

Concentração Molar (mol/L)

A Concentração Molar, frequentemente representada como "mol/L" ou "M," é uma unidade de medida que indica a quantidade de mols de soluto em relação ao volume da solução em litros. Em outras palavras, ela responde à pergunta: "Quantos mols de soluto estão dissolvidos em um litro de solução?"

Exemplo:

Vamos considerar um exemplo prático. Suponha que você queira preparar uma solução de ácido clorídrico (HCl) com uma Concentração Molar de 1 mol/L. Isso significa que em cada litro de solução, deve haver 1 mol de HCl. Para calcular a quantidade de HCl necessária, você pode usar a seguinte fórmula:

Concentração Molar (M) = Quantidade de Moles (mol) / Volume da Solução (L)

Substituindo os valores:

1 M = Quantidade de Moles (mol) / 1 L

Portanto, você precisaria de 1 mol de HCl para preparar 1 litro de uma solução de ácido clorídrico com uma Concentração Molar de 1 mol/L.

Fração Molar

A Fração Molar é uma unidade de concentração que expressa a proporção de um componente específico (soluto ou solvente) em relação ao total em uma solução. Ela é calculada da seguinte forma:

Fração Molar (χ) = Quantidade de moles do componente A / Quantidade total de mols na solução

Exemplo:

Vamos considerar uma solução de etanol (C2H5OH) em água (H2O). Suponha que você tenha 2 mols de etanol e 3 mols de água na solução. A Fração Molar do etanol (χ_etanol) pode ser calculada assim:

χ_etanol = Quantidade de moles do etanol / Quantidade total de mols na solução

χ_etanol = 2 mols / (2 mols + 3 mols) = 2/5

Portanto, a Fração Molar do etanol nessa solução é de 2/5.

Porcentagem em Massa (% em massa):

A Porcentagem em Massa, frequentemente representada como "% em massa," é uma unidade de concentração que expressa a relação entre a massa do soluto e a massa total da solução. Ela é calculada multiplicando a razão entre a massa do soluto e a massa total da solução por 100%.

Exemplo:

Vamos considerar um exemplo prático. Suponha que você tenha uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl). Se a massa do NaCl for de 5 gramas e a massa total da solução for de 100 gramas, a Porcentagem em Massa de NaCl pode ser calculada assim:

Porcentagem em Massa de NaCl = (Massa do NaCl / Massa Total da Solução) * 100%

Substituindo os valores:

Porcentagem em Massa de NaCl = (5 g / 100 g) * 100% = 5%

Portanto, a Porcentagem em Massa de NaCl nessa solução é de 5%.

Molalidade (mol/kg)

A Molalidade é uma unidade de concentração que expressa a quantidade de moles de soluto por quilograma de solvente em uma solução. Ela é calculada da seguinte maneira:

Molalidade (mol/kg) = (Quantidade de Moles do Soluto) / (Massa do Solvente em Quilogramas)

Exemplo:

Vamos considerar um exemplo prático. Suponha que você deseja preparar uma solução de cloreto de sódio (NaCl) com uma Molalidade de 2 mol/kg. Se a quantidade de moles de NaCl for de 2 moles e a massa do solvente (água) for de 1 quilograma (ou 1000 gramas), você pode calcular a Molalidade da seguinte maneira:

Molalidade (mol/kg) = (2 moles) / (1 kg) = 2 mol/kg

Portanto, a Molalidade dessa solução de NaCl é de 2 mol/kg.

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