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4.5:

Concentração e Diluição de Soluções

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Chimie
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Solution Concentration and Dilution

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Numa dada quantidade de solvente, podem ser adicionadas diferentes quantidades de solutos para criar soluções com concentrações variadas. Numa solução diluída, a proporção do soluto em relação ao solvente é pequena, enquanto que para uma solução concentrada, a proporção é grande. A concentração de uma solução é expressa como molaridade, que é o número de mols do soluto por litro de solução.O denominador é o volume da solução e não o volume do solvente. Portanto, para fazer 1 litro de uma solução de 1 mol, adiciona-se 1 mol do soluto num frasco volumétrico, que é depois cheio até à marcação de 1 litro com o solvente. Da mesma forma, se adicionarmos 1 mol de soluto a outro frasco e depois enchermos até à marca de 0, 5 litros com solvente, isto originaria uma solução de 2 mols.A molaridade da solução pode ser utilizada como fator de conversão entre os mols do soluto e o volume da solução. Suponhamos que 237 gramas de permanganato de potássio são dissolvidos em água para fazer uma solução de mols. Para calcular o volume total da solução, primeiro, a massa do soluto é convertida para mols.A seguir, o número de mols é dividido pela molaridade de forma a obter o volume de 0, 5 litros. Se adicionarmos mais água, o volume total da solução aumenta, mas o número de mols do soluto permanece o mesmo. Isto significa que a concentração da solução diminuiu ou que a solução foi diluída.A diluição de uma solução concentrada, ou de reserva, é realizada utilizando a equação de diluição, que relaciona os volumes e as molaridades de uma solução antes e depois do processo de diluição. M-um e V-um são a molaridade e o volume da solução concentrada inicial, e M-dois e V-dois são a molaridade e o volume da solução diluída final. Por exemplo, a equação de diluição pode ser utilizada para preparar uma solução de permanganato de potássio, que é utilizado medicinalmente como desinfetante geral.Que volume de uma solução de reserva de 2 mols é necessário para preparar 1 litro de uma solução de 0, 2 mols de permanganato de potássio. Saber o M-um, o M-dois e o V-dois e resolver a equação de diluição para V-1 que rende 0, 1 litros. Portanto, adicionam-se 0, 1 litros da solução de reserva a um novo balão volumétrico, e é adicionado o solvente para fazer 1 litro da solução de 0, 2 mols.Após a diluição da solução, embora a concentração tenha mudado, o número de mols de permanganato de potássio permanece o mesmo.

4.5:

Concentração e Diluição de Soluções

A quantidade relativa de um determinado componente da solução é conhecida como a sua concentração. Muitas vezes, embora nem sempre, uma solução contém um componente com uma concentração significativamente maior do que a de todos os outros componentes. Este componente é chamado de solvente e pode ser visto como o meio no qual os outros componentes estão dispersos ou dissolvidos. As soluções em que a água é o solvente são, naturalmente, muito comuns no nosso planeta. Uma solução na qual a água é o solvente é chamada de solução aquosa.

Um soluto é um componente de uma solução que normalmente está presente com uma concentração muito inferior à do solvente. As concentrações de solutos são frequentemente descritas em termos qualitativos, tais como diluídos (de concentração relativamente baixa) e concentrados (de concentração relativamente elevada).

As concentrações podem ser avaliadas quantitativamente utilizando uma grande variedade de unidades de medição, cada uma conveniente para aplicações específicas. A molaridade (M) é uma unidade de concentração útil para muitas aplicações em química. A molaridade é definida como o número de moles de soluto em exactamente 1 litro (1 L) da solução e tem as unidades de ‘mol/L’.

Eq1

Note-se que na equação da molaridade é utilizado o volume da solução, e não o volume do solvente. Isto porque, dependendo da natureza das interações entre o soluto e o solvente, o soluto pode alterar o volume da solução. Assim, na equação da molaridade, utilizamos o volume total da solução (isto é, volume do solvente e volume do soluto). Como os volumes da solução variam com a temperatura, as concentrações molares também variam. Quando expressa como molaridade, a concentração de uma solução com números idênticos de solutos e espécies de solventes será diferente a diferentes temperaturas, devido à contração/expansão da solução.

Diluição de Soluções

A diluição é o processo pelo qual uma solução é menos concentrada (ou mais diluída) pela adição de solvente. Por exemplo, um copo de café gelado torna-se cada vez mais diluído, e menos doce, à medida que o gelo derrete. Em laboratórios, as soluções são muitas vezes armazenadas nas suas formas concentradas, denominadas soluções de stock. As soluções de concentrações mais baixas são preparadas a partir do stock através da diluição.

Eq2

onde M e V são respectivamente a concentração e o volume e os subscritos “1” e “2” referem-se à solução antes e depois da diluição, respectivamente.
Agora, como o produto da molaridade e do volume é igual a moles, o número de moles antes e depois da diluição permanece o mesmo.

Eq3

Eq4

Eq5

Assim, a diluição não altera a quantidade de soluto na solução.

Este texto é adaptado de OpenStax Chemistry 2e, Section 3.3: Molarity.