Solutos Diferentes

Na mistura de solutos diferentes que reagem entre si: ocorre reação entre as substâncias que compõe a mistura. Para que a reação seja completa entre os solutos, os volumes misturados devem obedecer a proporção estequiométrica que corresponde à reação química.
Veja as fórmulas utilizadas:

Reação de Neutralização:

       

          

Pode-se usar a seguinte fórmula:

Onde:
xa = número de H+
xb= número de OH-

Estes cálculos também podem ser feitos por regra de três e utilizando as outras fórmulas.

Para fixarmos essa mistura de solução com solutos diferentes, iremos resolver o seguinte  exercício:

• Juntando-se 300mL de HCl 0,4mol/L com 200mL de NaOH 0,6mol/L, pergunta-se quais serão as molaridades da solução final com respeito:

    a) ao ácido:
    b) à base:
    c) ao sal formado:

Devemos primeiramente montar a reação química:

Calcular n (número de mol) do ácido e da base:

      

Se forma 0,12mol de ácido e também de base e a proporção estequiométrica é 1:1, então a molaridade final de ácido e de base é zero porque reagiu todo o soluto.

Calcular a molaridade do sal:
Antes achar o volume final:

              

Mesmo Soluto

Na mistura de soluções de mesmo soluto não há reação química entre estas soluções. Neste caso, o valor do volume final é a soma das soluções. 

Onde:

C = concentração comum (g/L)

M = molaridade (mol/L)

V = volume (L)

Para fixarmos essa parte de mistura com o mesmo soluto, iremos resolver o seguinte exercício:

• Qual a molaridade de uma solução de NaOH formada pela mistura de 60mL de solução a 5mol/L com 300mL de solução a 2mol/L?

Para resolver e muito simples, iremos ver o que o enunciado nos mostra. Ele relaciona a primeira solução com a segunda. Onde obteremos os dados:

M₁: 5mol/L  

V₁: 60mL

M₂: 2mol/L  

V₂: 300mL

 V_Final: 300ml + 60ml = 360ml

Mistura de Soluções

Assim como visto em diluição das soluções, a misturas de soluções está bastante presente no nosso cotidiano. Misturamos café com leite no café da manhã; misturamos suco de limão com cachaça para fazemos uma caipirinha. É também comum num laboratório ocorrer misturas (mais até que diluições).

As misturas podem ser feitas com soluções de mesmo ou de diferentes solutos (nesse último caso, poderá ocorrer reação ou não entre os solutos). São exatamente esses casos que veremos. Em todos os casos consideremos que o solvente é o mesmo

Vídeo sobre Diluição

Aí vai uma dica para quem deseja aprender um pouco mais sobre o assunto diluição de Soluções.

Através do seguinte vídeo poderemos aprender um pouco mais sobre diluição , sua aplicação na prática, e seus seguintes processos.

Diluição de Soluções

Em primeiro lugar, é importante saber o que significa “diluição”:

Definição: O ato de diluir consiste em adicionar mais solvente puro a uma determinada solução.A massa de uma solução após ser diluída permanece a mesma, não é alterada, porém a sua concentração e o volume se alteram. Enquanto o volume aumenta, a concentração diminui.A partir das fórmulas de concentração comum (C) e de concentração molar (M), conseguimos deduzir mais duas fórmulas:

Quando comparamos as concentrações de soluções de mesmo soluto, usamos os termos:

Mais concentrada = maior concentração Mais diluída = menor concentração

Portanto, diluir uma solução é diminuir sua concentração, ou seja, diminuir a porcentagem de substância dissolvida (soluto), ou diminuir a massa de soluto na solução.

Uma diluição é feita adicionando-se água à solução.

Para fazer uma limonada, você espreme o limão, que é muito ácido (azedo). Ao adicionar água, ficamos com uma solução menos ácida, ou seja, menor concentração, ou melhor, mais diluída.

Aquele cafezinho que está muito forte (concentrado) fica mais fraco (mais diluído) se adicionarmos água.

Vamos ver o que acontece:                           

Exemplo

Observe que na diluição a massa de soluto não se altera, é o volume da solução que aumenta pelo acréscimo de água.

Tipos de Concentração

Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução. 

Cada grandeza tem um índice e utilizamos:

1 = para quantidades relativas ao soluto
  2 = para quantidades relativas ao solvente
nenhum índice = para quantidades relativas à solução

Exemplos:
Massa de 2g do soluto NaCl: m1= 2g
Número de mols de 0,5mol do solvente água: n2 = 0,5mol
Volume da solução de 14L: V = 14L

As concentrações podem ser:

1.             Concentração Comum

2.             Molaridade

3.             Título

4.             Fração Molar

5.             Normalidade

Concentração Comum (C)

É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em litros. 

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:

Na concentração comum, calcula-se apenas a massa do soluto, ou seja, m1.

Molaridade (M)

A molaridade de uma solução é a concentração em número de mols de soluto e o volume de 1L de solução.

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 = 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 = molaridade (mol/L)
m1 = massa do soluto (g)
MM1= massa molar do soluto (g/mol)
V = volume da solução (L)

Título () e Percentual (%)

É a relação entre soluto e solvente de uma solução dada em percentual (%). ·.

Os percentuais podem ser:

- Percentual massa/massa ou peso/peso: 
%m/m ; %p/p

NaCl 20,3% = 20,3g em 100g de solução

- Percentual massa/volume:
%m/V ; %p/V

50% de NaOH = 50g de NaOH em 100mL de solução (m/v)

- Percentual volume/volume:
%v/v

46% de etanol = 46mL de etanol em 100mL de solução (v/v)

O título não possui unidade. É adimensional. Ele varia entre 0 e 1. O percentual varia de 0 a 100.   ou   

Para encontrar o valor percentual através do título:

Relação entre concentração comum, densidade e título:

      
Relação entre outras grandezas:

Ou simplesmente:
 
 

Fração Molar (x)

A fração molar é uma unidade de concentração muito utilizada em físico-química. Pode ser encontrado o valor da fração molar do soluto e também do solvente. É uma unidade adimensional. 

     ou     

ou     

Então:

Onde:
x = fração molar da solução
x1= fração molar do soluto
x2 = fração molar do solvente
n1= n°de mol do soluto
n2 = n° de mol do solvente
n = n° de mol da solução

Observação:

Normalidade (N ou η)

É a relação entre o equivalente-grama do soluto pelo volume da solução. A unidade é representada pela letra N (normal). Está em desuso, mas ainda pode ser encontrada em alguns rótulos nos laboratórios.

N = normalidade (N)
n Eqg1 = número de equivalente-grama do soluto
V = volume da solução

Como calcular o equivalente-grama?

Para ácido:

 

1E ácido = 1 equivavelnte-grama do ácido
MM = massa molar

Para base: 

1E sal = 1 equivavelnte-grama da base
MM = massa molar

Para sal: 

1E sal = 1 equivavelnte-grama do sal
MM = massa molar

Resumindo as três fórmulas, o equivalente-grama pode ser dado por:

MM = massa molar
x = n° de H+, n° de OH- ou n° total de elétrons transferidos

Algumas relações entre normalidade, molaridade e massa: