QUÍMICA - 1° Ano Aspectos quantitativos das soluções (parte 1) Área 2 – Química Ensino Médio - 2 º Ano ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES (Concentração

QUÍMICA - 1° AnoAspectos quantitativos das soluções (parte 1)

Área 2 – QuímicaEnsino Médio - 2º Ano

ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES (Concentração comum e concentração em mol/L)


Conceitos iniciais• As soluções estão presentes em

quase tudo na nossa vida.• Quando levamos um susto, por

exemplo, não é difícil acontecer de alguém nos oferecer um copo de água com açúcar para nos acalmarmos.

• O que talvez não se saiba é que água com açúcar NÃO possui o menor efeito calmante.

• Água com açúcar é, portanto, uma solução na qual o açúcar está dissolvido na água.

• Nosso “calmante” pode estar muito ou pouco doce.

• Quimicamente falando, o que pode variar é a concentração do açúcar.

• Quanto mais doce estiver, mais açúcar está dissolvido, ou seja, mais concentrada está a solução.

Imag

em: U

ma

colh

er d

erra

ma

lent

amen

te a

çúca

r em

um

cop

o de

águ

a, e

m 7

de

jane

iro d

e 20

12 /

Foto

graf

ia: A

PN

MJM

/ C

reat

ive

Com

mon

s A

ttrib

utio

n-S

hare

Alik

e 3.

0 U

npor

ted


Conceitos iniciais• O conceito “concentração” é

amplamente usado em nosso cotidiano.

• Cansamos de ler rótulos de produtos, tais como "suco concentrado" ou "detergente concentrado" e ainda ouvimos muito falar em concentração disso ou daquilo.

• A concentração nada mais é do que a relação entre a massa do soluto (o que está dissolvido) e o volume da solução (1).

• Quer ver como é simples?

Imag

em: S

uco

de la

ranj

a / F

otog

rafia

: US

DA

/ P

ublic

Dom

ain

http://educacao.uol.com.br/quimica/densidade-concentracao-e-molaridade-tres-conceitos-basicos.jhtm


Conceitos iniciais• Quase todas as reações químicas

acontecem com os reagentes dissolvidos em algum líquido (2).

• Muitas das coisas que consumimos (remédios, bebidas etc.) também são soluções. Daí a importância de entendermos algumas coisas sobre soluções.

• Uma solução é sempre composta de duas coisas:– uma que dissolve, que

chamamos de solvente;– e outra que é dissolvida, que

chamamos de soluto.

Imagem: SEE-PE

http://educacao.uol.com.br/quimica/solucoes-soluto-solvente-concentracao-e-curva-de-solubilidade.jhtm


Conceitos iniciais• No laboratório, as soluções são

normalmente preparadas através da dissolução de uma determinada quantidade de soluto em uma dada quantidade de solvente.

• O conhecimento das quantidades de soluto, solvente e solução nos permite estabelecer algumas relações matemáticas, denominadas concentrações das soluções (3).

• As principais unidades de concentração usadas no laboratório são:– concentração comum;– concentração molar;– fração molar;– título;– densidade.

• Nesta aula, trataremos apenas da concentração comum e da concentração molar. As demais serão assunto da aula seguinte.

Imag

em: E

xper

imen

to d

e qu

ímic

a em

labo

rató

rio, e

m 1

2 de

out

ubro

de

200

7 / F

otog

rafia

: W

ebD

ev19

14 /

Pub

lic D

omai

n

http://www.brasilescola.com/quimica/aspectos-quantitativos.htm


Tipos de soluções• Podemos classificar as soluções de

acordo com a quantidade de soluto presente (4).

• Tenha sempre em mente que existe um limite para a quantidade de soluto que pode ser adicionado a um determinado volume de solvente. Esse valor é o que chamamos de coeficiente de solubilidade (5).

• Um copo de água não pode dissolver todo o açúcar do mundo, não é?

• Assim teremos soluções:– INSATURADAS: quando uma

solução contém soluto abaixo do coeficiente de solubilidade;

– SATURADAS: quando a quantidade de soluto é igual ao coeficiente de solubilidade, ou seja, está no limite;

– SUPER-SATURADAS: quando a quantidade de soluto supera o limite.

Imag

em: S

EE

-PE

http://www.infoescola.com/quimica/solucoes/



Tipos de soluções• Você deve estar se perguntando:

“Como é possível ter uma quantidade de soluto superior ao limite. Afinal é o limite... ou não?”

• As soluções supersaturadas, que contêm uma quantidade de soluto superior ao coeficiente de solubilidade (CS), são difíceis de se preparar e muito instáveis.

• Imagine que você queira empilhar pedras (no seu jardim zen) e o máximo que consegue empilhar são 4 pedras. Todas as vezes que tentou o limite foi sempre 4 (6).

Imagem: Rock Balancing / Fotografia: LyeanArt / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported



Tipos de soluções• De repente, você usa toda a sua

“concentração de monge” e consegue empilhar a 5ª pedra.

• De repente, dá um vento e ficam 4 pedras.• Você se concentra novamente e consegue

empilhar 6 pedras (INCRÍVEL)!• Nesse momento, aparece um mosquito e

pousa em cima da pilha, derrubando 2 pedras.

• É isso que acontece nas soluções super-saturadas. Em condições especiais conseguimos dissolver uma quantidade de soluto superior ao CS mas, na primeira perturbação, o excedente se precipita restando dissolvida apenas a quantidade limite, o que torna a solução saturada (7).

Imagem: Rock Balancing / Fotografia: LyeanArt / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported



Curva de solubilidade• A solubilidade varia com o tipo de soluto ou de solvente.

• Além disso, o principal fator que influencia na solubilidade é a temperatura.

• O Coeficiente de Solubilidade (CS) pode aumentar ou diminuir com a temperatura, dependendo do soluto em questão.

• A variação do CS em função da temperatura é representado em um gráfico que chamamos de curva de solubilidade.

• Nela podemos identificar ainda as regiões de saturação da solução (8).



Curva de solubilidade

Imagens: SEE-PE


Como alterar a concentração de uma solução?

Para alterar a concentração de uma solução, podemos:1. Aumentar a quantidade de soluto, aumentando a concentração;2. Aumentar a quantidade de solvente, diminuindo a concentração;3. Diminuir a quantidade de solvente, aumentando a concentração.

• Estranhou a terceira opção? Como podemos diminuir a quantidade de solvente?Evaporar o solvente pode ser um excelente método (9).



Como alterar a concentração de uma solução?• Tente em casa:

– Dissolva um pouco de sal de cozinha em um copo com água.

– Coloque sua solução em uma panela e leve ao fogo. À medida que a água (solvente) evapora, a solução vai se tornando mais concentrada.

– No final, ela se torna uma solução saturada: começa a precipitar sal, indicando que a concentração está acima do limite (10).

• Esse é o processo usado para obtenção do sal de cozinha a partir da água do mar.

Imagem: Produção de sal / Fotografia: Ricampelo / GNU Free Documentation License



Concentração comum• Não se trata de concentração mental, tão

bem representada em “O pensador”, de Auguste Rodin.

• Concentração comum é a relação entre a massa de soluto presente numa solução e o volume desta mesma solução:

C = m1/V– Sendo:

• C = concentração comum• m1 = massa do soluto (em g).• V = volume da solução (em L).

Imagem: Aguste Rodin / O pensador / Fotografia: Karora / Public Domain


Concentração comum

• Sua unidade no SI é kg/m³, porém é muito mais comum ser expressa em g/L.

• Outras unidades usadas: g/mL (ou g/cm³), kg/L, etc.

• Em algumas atividades, como em análises clínicas, são usadas variações como g/100 mL, g/100 cm³, g/dL ou ainda mg/mL.

Imag

em:

The

U.S

. Foo

d an

d D

rug

Adm

inis

tratio

n / P

ublic

Dom

ain


Concentração comum (exemplos)1. Se dissolvermos 20 g de sal

de cozinha (NaCl) em 500 mL de solução aquosa. Qual a concentração do sal nesta solução?

m1 = 20 gV = 500 mL = 0,5 L

C = 20 g / 0,5 L = 40 g/L

Imagem: NaCl, em 11 de outubro de 2007 / Fotografia: Ondřej Mangl / Public Domain


Concentração comum (exemplos)

1. Um frasco de remédio informa o seguinte:

C = 50 mg/mL.Responda:a) Quantos mg do soluto há em cada mL?Há 50 mg de soluto para cada mL de solução.b) Quantos mg de soluto há em meio litro de solução?Usando a fórmula, temos:50 = m1/500 m1 = 25.000 mg

Imagem: Pílulas / MorgueFile / http://www.morguefile.com / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported


Concentração molar• Concentração molar ou

molaridade é a quantidade de soluto, em mol, dissolvidos num volume de solução em litros (11).

• Relembrando a definição de mol (quantidade de matéria):“Mol é a quantidade (em g) de um sistema que contém tantas unidades elementares quantas existem em átomos de carbono em 12 g de C12”.

• Essa unidade elementar deve ser especificada e pode ser um átomo, uma molécula, um íon, um elétron, um fóton etc. ou um grupo específico dessa unidade.

Imag

em: S

EE

-PE

http://www.infoescola.com/fisico-quimica/molaridade/


Concentração molar• Pela constante de Avogadro:

1 mol = 6,02 x 10²³• Outras unidades de medida de

concentração são usadas, porém a mais importante é a Molaridade (12):

M = n1/V• na qual:

– n1 = quantidade de matéria do soluto (em mol)

– V = volume da solução (em L).

Imagem: Vários vidros de laboratório, em 22 de agosto de 2009 / Fotografia: Tweenk / Creative Commons Attribution 3.0 Unported


Concentração molar• Sabendo que n1 é a relação entre a massa do

soluto (m1) (em g) e a massa molar da substância (M1, em g/mol), temos:

n1 = m1/M1

• Juntando as duas expressões, temos a forma expandida:

M = m1/(M1.V)• Em que:

– m1 = massa do soluto (em g);

– M1 = massa molar do soluto (em g/mol);– V = volume da solução (em L).

Imagem: Vidros de laboratório, em 25 de março de 2007 / Fotografia: André Luis Carvalho e Leandro Maranghetti Lourenço / Public Domain


Concentração molar (exemplos)1. Responda:

Qual a concentração molar de uma solução com volume de 250 mL e com 26,8 g de cloreto de cálcio (CaCl2) dissolvidos?Primeiramente, obtemos a massa molar do soluto a partir das massas atômicas dos seus elementos:

Ca = 40,1 e Cl = 35,540,1 + (2 x 35,5) = 111,1

(M1 = massa molar do CaCl2)

Para encontrar o n1 (CaCl2) é preciso calcular:

1 mol → 111,1 gn1 (CaCl2) → 26,8 g

n1 (CaCl2) = 0,241 mol

Aplicamos por fim:M = n1/V = 0,241/0,250

M = 0,964 mol/L


Concentração molar (exemplos)2. Uma solução de alvejante é preparada

dissolvendo-se 521,5g de hipoclorito de sódio (NaClO) em água suficiente para 10,0 litros de solução. Responda: A concentração, em mol/L, da solução obtida é:

(Dado: massa molar do NaClO = 74,5g/mol)a) 7,0b) 3,5c) 0,70d) 0,35e) 0,22

M = m1/(M1 x V)

M = 521,5/(74,5 x 10)

M = 0,70 mol/L


Laboratório Virtual• Um garoto que acaba de sair da escola, onde aprendeu como

calcular a concentração, vai para o sítio do tio.• Curioso, observa como o tio purifica a água que retira do poço,

e percebe que pode ajudá-lo.• Vamos aprender como calcular a quantidade de cloro que deve

ser diluída na água para beber.• Basta “clicar” no link abaixo:

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/5040/sim_qui_concentracaodecloro.htm?sequence=5


Exercícios1. 20 g de NaOH são dissolvidos em água.

Sabendo que a massa molar do NaOH é igual a 40g/mol e que o volume da solução foi completado para 500 mL, calcule (13):a) concentração comum da solução;b) concentração molar da solução.

a) C = 20 / 0,5 = 40 g/L

b) M = 20 / (40 x 0,5) = 20 / 20 = 1,0 mol/L

Imagem: NaOH, em 11 de outubro de 2007 / Fotografia: Ondřej Mangl / Public Domain


Exercícios2. Pacientes que necessitam de raios X do

trato intestinal devem ingerir previamente uma suspensão de sulfato de bário (BaSO4, 233,43 g/mol).Esse procedimento permite que as paredes do intestino fiquem visíveis numa radiografia, permitindo, assim, uma análise médica de suas condições (14).Considerando-se que, em 500 mL de solução existem 46,6 g do sal, pede-se:a) a concentração molarb) a concentração em g/L

a) 0,4 M (ou mol/L)b) 93,2 g/L.

Imagem: Nevit Dilmen / Raio-X, em 29 de setembro de 2010 / GNU Free Documentation License


Exercícios3. Serão necessários quantos gramas

de NaCl para produzir 2 litros de solução 1,5 mol/L?

(Dado: Massa molar do NaCl = 58,5 g/mol)

M = n1 / V n1 = M x Vn1 = 1,5 x 2 = 3,0 mols de NaCl

1 mol de NaCl ----------- 58,5 g3 mols de NaCl ----------- x

x = 58,5 x 3 / 1x = 175,5 g de NaCl

Imagem: NaCl, em 11 de outubro de 2007 / Fotografia: Ondřej Mangl / Public Domain


Exercícios4. Precisava-se de um litro de solução aquosa de ácido sulfúrico.

Decidindo-se reaproveitar as soluções que já estavam prontas no laboratório, foram misturados 600 mL de solução 0,5 mol/L com 400 mL de solução 0,2 mol/L.Qual a concentração (em mol/L) da solução obtida?

Vf x Mf = V1 x M1 + V2 x M2

1,0 x Mf = 0,6 x 0,5 + 0,4 x 0,2Mf = 0,30 + 0,08

Mf = 0,38 M (ou mol/L)

Imag

em: S

EE

-PE


Até a próxima aula!


Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso

2 Uma colher derrama lentamente açúcar em um

copo de água, em 7 de janeiro de 2012 / Fotografia: APN MJM / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spoon_Sugar_Solution_with_Glass.jpg

09/03/2012

3 Suco de laranja / Fotografia: USDA / Public Domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Orange_juice_1_edit1.jpg

09/03/2012

4 SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/20125 Experimento de química em laboratório, em 12

de outubro de 2007 / Fotografia: WebDev1914 / Public Domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chemistry_at_CCU.jpg

09/03/2012

6 SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/20127 e 8 Rock Balancing / Fotografia: LyeanArt / Creative

Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unportedhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rock_Balancing.jpg

09/03/2012

9a SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/20129b SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/201211 Produção de sal / Fotografia: Ricampelo / GNU

Free Documentation Licensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Salt_production_Uyuni.JPG

09/03/2012

12 Aguste Rodin / O pensador / Fotografia: Karora / Public Domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:The_Thinker,_Auguste_Rodin.jpg

09/03/2012

13 The U.S. Food and Drug Administration / Public Domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FDA_microbiologist_prepares_DNA_samples_for_gel_electrophoresis_analysis.jpg

09/03/2012

Tabela de Imagens


Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso

14 NaCl, em 11 de outubro de 2007 / Fotografia:

Ondřej Mangl / Public Domainhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chlorid_sodn%C3%BD.JPG

12/03/2012

15 Pílulas / MorgueFile / http://www.morguefile.com / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:VariousPills.jpg

09/03/2012

16 SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/201217 Vários vidros de laboratório, em 22 de agosto de

2009 / Fotografia: Tweenk / Creative Commons Attribution 3.0 Unported

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lab_glassware.jpg

13/03/2012

18 Vidros de laboratório, em 25 de março de 2007 / Fotografia: André Luis Carvalho e Leandro Maranghetti Lourenço / Public Domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vidrarias_de_Laboratorio.jpg

13/03/2012

22 NaOH, em 11 de outubro de 2007 / Fotografia: Ondřej Mangl / Public Domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydroxid_sodn%C3%BD.JPG

09/03/2012

23 Nevit Dilmen / Raio-X, em 29 de setembro de 2010 / GNU Free Documentation License

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Radiology_1300250.JPG

09/03/2012

24 NaCl, em 11 de outubro de 2007 / Fotografia: Ondřej Mangl / Public Domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chlorid_sodn%C3%BD.JPG

12/03/2012

25 SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/2012

Tabela de Imagens

Documents

QUÍMICA - 1° Ano Aspectos quantitativos das soluções (parte 1) Área 2 – Química Ensino Médio - 2 º Ano ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES (Concentração