Quando se prepara uma solução utilizando uma pequena quantidade de soluto sólido, verifica- se que o volume da solução é praticamente igual ao volume de água adicionado.
Para facilitar nosso trabalho, adotaremos o índice 1 para indicarmos o soluto , o índice 2 para indicarmos o solvente , e os dados relacionados à solução não conterão índices.

Assim:

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

CONCENTRAÇÕES DAS SOLUÇÕES

Concentração comum (C)

É a relação entre a massa do soluto e o volume da solução:

O rótulo do frasco ao lado nos indica que existem 50 g de NiSO 4 em 1,0 L de solução:

Assim, temos:

Densidade da solução (d)

É a relação entre a massa da solução e o seu volume:

Unidade 10 — Soluções 277

C = C = g/L; g/mL; … massa do soluto volume da solução

m 1 V

C = = = C = 50 g/L m 1 V

50 g 1,0 L

d = d = g/L; g/mL; … massa da solução volume da solução

m V

50 g de NiSO 4 1,0 L de solução 25 g de NiSO 4 0,50 L de solução

x mg soluto kg solvente (solução)

x ppm =

O rótulo do frasco da página anterior nos indica que 1,05 g da solução apresentam um volume de 1,0 mL, ou seja:

Assim, temos:

Título (T) ( τ), porcentagem em massa e ppm Esse tipo de concentração, que relaciona as massas de soluto e solução, é um dos mais utilizados nas indústrias químicas e farmacêuticas:

O rótulo do soro fisiológico nos indica que a por- centagem em massa é 0,9%, ou seja, que existem 0,9 g de soluto (NaCl) em cada 100 g de solução:

Atualmente, para indicar concentrações extrema- mente pequenas, principalmente de poluentes do ar, da terra e da água, usamos a unidade partes por milhão, representada por ppm. Esse termo é freqüentemente utilizado para soluções muito diluídas e indica quantas partes do soluto existem em um milhão de partes da solução. Assim, uma solução 20 ppm contém 20 gramas do soluto em 1 milhão de gramas da solução. Como a solução é muito diluí- da, a massa de solvente é pratica- mente igual à massa da solução. Então, quando trabalhamos com ppm, consideramos que a massa do solvente corresponde à massa da solução. A relação matemática para a determinação do ppm pode ser dada por:

ou: ou ainda:

278 PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA

d = = = 1,05 g/mL m V

1,05 g 1,0 mL

τ = = τ = m 1 m

m 1 m 1 + m (^2)

massa do soluto massa do soluto + massa do solvente

O soro fisiológico pode ser usado no tratamento da desidratação.

Detritos domésti- cos e industriais são lançados nas águas e, mesmo em pequenas quantidades (ppm), provocam poluição.

Stock Photos

1,05 g de solução 1,0 mL de solução 1 050 g de solução 1 000 mL de solução (1,0 L) d = 1,05 g/mL ou d = 1 050 g/L

m 1 = 0,9 g m = 100 g

τ = = 0,009 = 0,9% em massa de NaCl

na solução

x g soluto 10 6 g solvente (solução)

x ppm =

d =? m = 1,05 g V = 1,0 mL

x g soluto x g solvente (solução)

x ppm =. 10 –

Thales Trigo

RELAÇÕES ENTRE C, τ , d,

As várias maneiras, já vistas, de expressar as concentrações podem ser determi- nadas pelas seguintes fórmulas:

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

280 PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA

Molaridade de íons

Nas soluções iônicas é possível determinar a molaridade do solu- to assim como a molaridade dos íons provenientes de sua dissociação ou ionização. A molaridade dos íons é proporcional aos seus coeficientes este- quiométricos nas equações de ionização ou dissociação. Exemplo: Al 2 (SO 4 )3(aq) 2 Al3+(aq) + 3 SO4(aq)2– proporção 1 mol 2 mol 3 mol solução 0,2 mol/L 0,4 mol/L 0,6 mol/L 0,2 M: [Al 2 (SO 4 ) 3 ] = 0,2 mol/L [Al3+^ ] = 0,4 mol/L [SO 4 2– ] = 0,6 mol/L

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

n 1 V

m 1 m

τ = d =

m V

C =

m 1 V concentração título densidade concentração comum da solução em mol/L

C = d. τ = . M (^1)

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

Água oxigenada a 10 volumes

Você já deve ter notado que a água oxigenada é vendida em fras- cos escuros ou em plásticos opacos. Isso se deve ao fato de a luz ser um dos fatores responsáveis pela sua decomposição (fotólise), na qual ocorre a liberação de gás oxigênio. Assim, as concentrações das soluções de água oxigenada são definidas em função do volume de O2(g) liberado (medido nas CNTP) por unidade de volume da solução. Dessa maneira, uma água oxigenada de concentração 10 volumes libera 10 litros de O2(g) por litro de solução. Para obtermos 1 litro de uma solução de água oxigenada a 10 volumes, devemos dissolver uma massa (m 1 ) de H 2 O 2 em água, que irá liberar, na sua decom- posição, 10 litros de O 2 , medidos nas CNTP. A determinação da massa (m 1 ) é feita da seguinte maneira: (massa molar do H 2 O 2 = 34 g mol –1^ ) H 2 O 2 H 2 O + 1/2 O 2 34 g 11,2 L (CNTP) 1 mol 0,5 mol m 1 10 L m 1 = 34 g · 10 L^ ⇒ m 1 = 30,3 g de H 2 O 2 11,2 L Assim, a massa m 1 = 30,3 g de H 2 O 2 é a necessária para produzir 1,0 litro de solução de água oxigenada a 10 volumes.

A enzima catalase, pre- sente no sangue, acele- ra a decomposição da água oxigenada.

CEDOC