A concentração em g/L de uma solução que contem 2 0 g de NaOH dissolvidos em 250 mL de solução

CIÊNCIAS DA NATUREZA – QUÍMICA/PROF.ª ARÍCIA ELYS (AULA 1) SOLUÇÕES E AS CONCENTRAÇÕES  DEFINIÇÕES IMPORTANTES Soluções São misturas homogêneas constituídas por dois ou mais componentes. a) Soluto ou Disperso: é a substâncias que está dissolvida, sendo o componente que está presente em menor quantidade; b) Solvente ou Dispersante: é a substância que dissolve o soluto e que está presente em maior quantidade. A água é sempre considerada solvente. Classificação das soluções quanto ao estado físico. a) Soluções sólidas: quando o solvente é um sólido. As ligas metálicas são soluções sólidas. É o caso do ouro 18 quilates (constituída por Au, Cu e Ag), do Bronze (constituído por Cu e Sn), da amálgama de prata (Ag e Hg), aço (Fe+C). b) Soluções Gasosas: quando o solvente está no estado gasoso. Toda mistura gasosa constitui uma solução gasosa. O ar atmosférico é uma solução na qual temos aproximadamente 78% N2, 21% O2 e 1% de outros gases. c) Soluções Líquidas: quando o solvente é um líquido. Podemos citar como exemplos a gasolina, o álcool hidratado, os refrigerantes e etc. Coeficiente de Solubilidade. O coeficiente de solubilidade é a quantidade necessária de uma substância para saturar uma quantidade padrão de solvente, em determinada temperatura e pressão. Exemplos: AgNO3 – 330g/100mL de H2O a 25°C NaCl – 357g/L de H2O a 0°C AgCl – 0,00035g/100mL de H2O a 25°C Processo de solubilização • Polaridade; • Afinidade Eletrônica; Classificação em relação a quantidade soluto Solução saturada São aquelas que atingiram o coeficiente de solubilidade. Está no limite da saturação. Contém a máxima quantidade de soluto dissolvido, está em equilíbrio com o soluto não dissolvido em determinada temperatura. Solução insaturada São aquelas que contêm menos soluto do que o estabelecido pelo coeficiente de solubilidade. Não está em equilíbrio, porque se for adicionado mais soluto, ele se dissolve até atingir a saturação. Solução supersaturada São aquelas que contêm mais soluto do que o necessário para formar uma solução saturada, em determinada temperatura. Ultrapassa o coeficiente de solubilidade. São instáveis e podem precipitar, formando o chamado precipitado (ppt) ou corpo de chão. Concentrações Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução. As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc. Observe: m1= 2g n2 = 0,5mol V = 14L Concentração = 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 Cada grandeza tem um índice. Utilizamos índice: 1 = para quantidades relativas ao soluto 2 = para quantidades relativas ao solvente nenhum índice = para quantidades relativas à solução. CIÊNCIAS DA NATUREZA – QUÍMICA/PROF.ª ARÍCIA ELYS Concentração Comum A concentração comum de uma solução é a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em litros. C = 𝑚1 𝑉 Onde: C = concentração comum (g/L) m1 = massa do soluto (g) V = volume da solução (L) Concentração comum é diferente de densidade, apesar da fórmula ser parecida. Veja a diferença: A densidade é sempre da solução, então: d solução = 𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 𝑣 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 Na concentração comum, calcula-se apenas a msoluto, ou seja, m1. 1) Uma solução foi preparada dissolvendo-se 4,0 g de cloreto de sódio (NaCl) em 2,0 litros de água. Considerando que o volume da solução permaneceu 2,0 L, qual é a concentração da solução final? 2) Um técnico de laboratório preparou uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) misturando 33 g desse ácido em 200 mL de água, com extremo cuidado, lentamente, sob agitação e em uma capela com exaustor. Ao final, a solução ficou com um volume de 220 mL. A concentração em g/L dessa solução é? 3) Em uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH), calcule: a) A concentração em g/L de uma solução que contém 4,0 g de NaOH dissolvidos em 500 mL de solução. b) Para preparar 300 mL de uma solução dessa base com concentração de 5 g/L será preciso quanto de soluto? c) Qual será o volume em mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio que possui exatamente 1 mol dessa substância (NaOH = 40 g/mol), sendo que sua concentração é igual a 240 g/L? Concentração Molar ou Molaridade A molaridade de uma solução, ou concentração em quantidade de matéria (mol/L), é a relação entre o número de mols de soluto e o volume da solução em litros. m = 𝑛1 𝑉 Onde: M = molaridade (mol/L) n1= número de mols do soluto (mol) V = volume da solução (L) O cálculo da molaridade é feito através da fórmula acima ou por regra de três. Outra fórmula que utilizamos é para achar o número de mols de um soluto: n = 𝑚1 𝑀𝑀 Onde: n = número de mols (mol) m1 = massa do soluto (g) MM = massa molar (g/mol) Podemos utilizar uma única fórmula unindo a molaridade e o número de mols: M = 𝑚1 𝑀𝑀1 𝑥 𝑉 Onde: M = molaridade (mol/L) m1 = massa do soluto (g) MM1= massa molar do soluto (g/mol) V = volume da solução (L) Exemplo: 1) Uma solução de ácido clorídrico (HCl(aq)) foi preparada dissolvendo-se 120 g do cloreto de hidrogênio (HCl(s)) em 1000 g de água. Considerando que a densidade da água é igual a 1,044 g/cm3, determine qual das alternativas abaixo indica o valor aproximado da concentração em mol/L da solução preparada. (Dados: massas molares: H = 1,0 g/mol; Cl= 35,5 g/mol). CIÊNCIAS DA NATUREZA – QUÍMICA/PROF.ª ARÍCIA ELYS 2) Calcule a concentração em mol/L ou molaridade de uma solução que foi preparada dissolvendo-se 18 gramas de glicose em água suficientes para produzir 1 litro da solução. (Dado: massa molar da glicose = 180 g/mol) 3) No preparo de uma solução aquosa, foi usado 0,4 g de cloreto de sódio como soluto. Sabendo que a concentração da solução resultante é de 0,05 mol/L, determine o volume final. 4) O metal mercúrio (Hg) é tóxico, pode ser absorvido, via gastrointestinal, pelos animais, e sua excreção é lenta. A análise da água de um rio contaminado revelou uma concentração de 5,0 . 10-5 M de mercúrio. Qual é a massa aproximada em mg de mercúrio que foi ingerida por um garimpeiro que bebeu um copo contendo 250 mL dessa água? (Dado: Hg = 200 g.mol-1). Relação entre a concentração molar e a concentração comum. A molaridade é a relação entre o número de mols do soluto e o volume da solução expresso em litros. M = 𝑚1 𝑀𝑀1 𝑥 𝑉 Quando dividimos a concentração comum do soluto em g/L pela massa molar desse soluto (g/mol), obtém-se a concentração molar ou molaridade do soluto (mol/L) M = 𝐶 ( 𝑔 𝐿 ) 𝑀𝑀 ( 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ) Exemplo 1) Uma indústria utiliza para limpeza de alguns equipamentos uma solução que contém 0,3g de NaOH para 100mL de solução. Determine a concentração molar dessa solução. (dados: NaOH = 40g.mol-1) a) 0,065 M b) 0,075 M c) 0,085 M d) 0,095 M e) 1,000 M EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 1) A presença de 3 x 10-3 grama de etanol por mililitro de sangue em geral causa intoxicação. Considerando que o volume total de sangue de um adulto é da ordem de 7 litros, aproximadamente quantos gramas de etanol devem estar no sangue para causar intoxicação? 2) Estudos sobre o Álcool etílico determinam a ele a dose letal desse composto é de 14 g por quilograma de peso corporal. Se numa pinga a concentração de etanol é de 400g/L, o volume de pinga para atingir a dose letal para o indivíduo de 70 Kg é? 3) Coletou-se água do Rio Tietê, na cidade de São Paulo. Para oxidar completamente toda a matéria orgânica contida em 1,00 L dessa amostra, micro-organismos consumiram 48,0mg de oxigênio (O2). Admitindo que a teste de velocidade da internet matéria orgânica possa ser representada por C6H10O5 e sabendo que sua oxidação completa produz CO2 e H2O, qual a massa de matéria orgânica por litro