Concentração

 Nota: Para outros significados, veja Concentração (desambiguação).

Em Química, concentração é um indicativo de composição de uma mistura, geralmente expressa como sendo a razão entre a quantidade de uma substância, o soluto, dissolvido num solvente e o volume da solução.[1] A descrição matemática pode ser feita em quatro classificações: concentração em massa, concentração em quantidade de matéria, concentração em volume e concentração em número de entidades.[2] O termo concentração pode ser aplicado para quaisquer misturas, sendo empregado comumente para se referir à solução.

Definições

Para que seja considerada uma solução é necessário que o solvente, geralmente um líquido, separe as partículas de soluto, tal processo é chamado de dissolução. A partir disto, falamos em concentração, quanto mais partículas de soluto são envolvidas pelo solvente por unidade (mL, L, g, kg), mais concentrada é a solução e quanto menos partículas de soluto estão dissolvidas pelo solvente, menos concentrada é a solução.[1]

Geralmente a concentração é medida em moles por decímetro cúbico ou moles por litro.[1]

Concentração comum de uma solução (C)

A concentração comum de uma solução é dada pela razão entre a massa do soluto, m, em gramas (g) e o volume, (v), da solução em litros (L). A unidade usual é g/L, a do Sistema Internacional (SI) é kg/m3:

  C = m v {\displaystyle \ C={\frac {\mbox{m}}{\mbox{v}}}}

Pode ainda ser expressa pelas verdadeira unidades físicas g/ml, g/cm3, kg/L, etc. Em algumas atividades, como análises clínicas, são usadas variações como g/100 ml, g/100 cm3 ou g/dL ou ainda mg/mL.

Exemplo de concentração dum soluto: quanto menos soluto, mais diluído; mais soluto, maior a concentração.

Exemplo:

Num recipiente de volume máximo 2 litros foram adicionadas 3 colheres de chá com 2 g de sal de cozinha (NaCl) cada uma. Após este procedimento adiciona-se uma quantidade de água destilada para encher todo o recipiente, o volume total é dado pelo soluto com o solvente, totalizando 2 litros de solução. A quantidade de água é inferior a 2 litros. O cálculo é feito seguindo o raciocínio:

C = m v {\displaystyle C={\frac {\mbox{m}}{\mbox{v}}}}


C = 6 g 2 L = 3 g/L {\displaystyle C={\frac {\mbox{6 g}}{\mbox{2 L}}}={\mbox{3 g/L}}}
ou seja, em cada litro dessa solução aquosa há 3 g de NaCl. Pode-se substituir a unidade litro por decímetro cúbico (dm3).


Tipos de concentração

Ver artigo principal: Solubilidade

Uma solução pode ser insaturada, saturada ou super saturada. Diz que é insaturada aquela em que é possível dissolver mais soluto. Saturada se atingir o valor máximo de soluto que o solvente consegue dissolver. Super saturada se passou do limite máximo que é possível dissolver.[3]

Concentração quantitativa

A concentração duma solução pode ser expressa de várias formas: molaridade, molalidade, percentagem massa-massa (% m/m), percentagem massa-volume (% m/v), percentagem volume-volume (% v/v).

Molaridade

Ver artigo principal: Molaridade

É dada pela razão entre a quantidade de matéria, n, do soluto em mol (mol) e o volume, v, da solução em litros (L) ou decímetro cúbico. A unidade usual é mol/L ou M (lê-se "molar"), a do SI é mol/m3:

  C n = n v {\displaystyle \ C_{n}={\frac {\mbox{n}}{\mbox{v}}}}

Exemplo: adiciona-se 1 mol de NaCl em um recipiente de 5 litros. Logo, a concentração molar é:

C n = 1 mol 5 L = 0,2 mol/L {\displaystyle C_{n}={\frac {\mbox{1 mol}}{\mbox{5 L}}}={\mbox{0,2 mol/L}}}

Note que a concentração molar ou molaridade representa-se pela letra " M" mas geralmente usa-se o "CM" que significa também concentração molar.

Molalidade

Ver artigo principal: Molalidade

É dada pela razão do número de moles de soluto pela massa, em kilograma, de solvente.

m = moles de soluto (n) massa de solvente (kg) {\displaystyle m={\frac {\mbox{moles de soluto (n)}}{\mbox{massa de solvente (kg)}}}}

Misturar 1 mol de NaCl num recipiente, juntando 5 Kg de água. Logo, a concentração molal é:

m = 1 mol 5 Kg = 0,2 mol/Kg {\displaystyle m={\frac {\mbox{1 mol}}{\mbox{5 Kg}}}={\mbox{0,2 mol/Kg}}}


Percentagem massa-massa (% m/m)

É calculada pela proporção da quantidade de soluto pela quantidade da solução, em unidades de massa (g, Kg).

Calcula-se desta forma:

%  massa = massa do soluto (g) massa da solução (g) ⋅ 100 {\displaystyle \%{\mbox{ massa}}={\frac {\mbox{massa do soluto (g)}}{\mbox{massa da solução (g)}}}\cdot 100}


Por exemplo, dissolver 1 g de NaCl em 99 g de água, sendo a solução de 100 g:


%  massa = 1 g NaCl 1 g de NaCl + 99 g de água ⋅ 100 = 1 % {\displaystyle \%{\mbox{ massa}}={\frac {\mbox{1 g NaCl}}{\mbox{1 g de NaCl + 99 g de água}}}\cdot 100=1\%}

Percentagem massa-volume (% m/v)

É calculada pela proporção da massa de soluto pelo volume da solução.


%  m/v = massa do soluto (g) volume da solução (ml) ⋅ 100 {\displaystyle \%{\mbox{ m/v}}={\frac {\mbox{massa do soluto (g)}}{\mbox{volume da solução (ml)}}}\cdot 100}


Misturar 1 g de NaCl em água, de forma a totalizar 100 ml de solução final:


%  m/v = 1 g NaCl 100 ml ⋅ 100 = 1 % {\displaystyle \%{\mbox{ m/v}}={\frac {\mbox{1 g NaCl}}{\mbox{100 ml}}}\cdot 100=1\%}


Por cada 100 ml de solução, existem 1 g de NaCl.


Percentagem volume-volume (% v/v)

É calculada pela proporção do volume de soluto pelo volume da solução.


%  volume = volume do soluto (ml) volume da solução (ml) ⋅ 100 {\displaystyle \%{\mbox{ volume}}={\frac {\mbox{volume do soluto (ml)}}{\mbox{volume da solução (ml)}}}\cdot 100}


Exemplo: uma solução de 100 ml de álcool a 95% v/v, significa que em 100 ml existem 95 ml de álcool, sendo os restantes, água.


Ver também


Referências

  1. ↑ a b c Morgan, Nina (1996). A Química. [S.l.]: Círculo de Leitores. p. 24. ISBN 972-42-1360-9 
  2. ↑ IUPAC, Compêndio de Terminologia Química, 2ª ed. ("Gold Book"). Compilado por A. D. McNaught e A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Versão online: "concentração"  (2006–) criado por M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; atualizações compiladas por A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8.
  3. ↑ «Solubilidade e Saturação». Mundo Educação 


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