São dissolvidos 19 6 g de h2so4 em água suficiente para 800 cm3. qual é a molaridade desta solução

g Pp = ? Pp = 100 . T Pp = 100 . 0,1 Pp = 10% 2) O título de uma solução é 0,25. Calcule a massa do soluto, sabendo que a do solvente é de 60 g. Resolução m1 = ? m1 m1 m2 = 60 g T = ----------- 0,25 = ----------- m1 = 0,25 (m1+ 60 g) T = 0,25 m1 + m2 m1 + 60 g 15 g m1 = 0,25 . m1+ 15 g) m1 – 0,25 m1 = 15 g m1 = --------- 0,75 m1 = 20 g TÓPICO 3 | DISPERSÕES 143 5.2 RELAÇÃO ENTRE CONCENTRAÇÃO COMUM, DENSIDADE E TÍTULO Podemos estabelecer uma relação entre concentração comum, densidade e título. m1 Sabemos que: T = ---------- ⇒ m1 = mT m m1 mT C = ----------- ⇒ C = ---------- ⇒ C = d.T V V Como título é um número puro e a densidade é dada, em geral, em gramas por mililitro, resultará concentração comum também em gramas por mililitro. Se quisermos obter a concentração comum nas unidades usuais (g/L), teremos que multiplicar o resultado da fórmula anterior por 1000: C = 1 000 . d. T Exemplo: Uma solução de Na2CO3 apresenta densidade igual a 1,15 g/cm3. Sabendo que 150 g dessa solução contêm 60 g de Na2CO3, calcular a concentração comum dessa solução. Resolução C = ? m1 60 g d = 1,15 g/cm3 T = ----------- T = -------- T = 0,4 m1 = 60 g m 150 g m = 150 C = 1 000 . d. T C = 1 000 1,15 . 0,4 C = 460 g/L UNIDADE 3 | FÍSICO-QUÍMICA 144 Onde: n1 = número de mols de moléculas do soluto; V = volume, em litros, da solução; M = concentração molar; Unidades: mols/litro ou molar. A concentração molar durante muito tempo foi denominada molaridade. Contudo, atualmente o termo mais utilizado é Concentração Molar. Assim, se uma solução é 0,5 molar (0,5 M ou 0,5 mol/L), isso significa que cada litro da solução contém 0,5 mol de soluto. Como o número de mols é dado pela razão massa por mol, podemos estabelecer: m1 m1 mol1 m1 n1 = ------- ⇒ M = ------------ ⇒ M = ---------------- mol1 V mol1 V(L) mol = massa molecular ou massa molar 5.3 CONCENTRAÇÃO MOLAR Concentração molar (M) de uma solução é a razão (relação) estabelecida entre o número de mols de moléculas do soluto e o volume, em litros, da solução. n1 M = ----- V 5.4 RELAÇÃO ENTRE CONCENTRAÇÃO COMUM E CONCENTRAÇÃO MOLAR Podemos ainda estabelecer uma relação importante entre a concentração comum, em g/L, a concentração molar e a densidade, em g/L: m1 C = -------- ⇒ m1 = CV V TÓPICO 3 | DISPERSÕES 145 m1 CV C M = -------- = ----------- ⇒ M = -------- ou C = M . Mol1 Mol1 V Mol1 V Mol1 Exemplos: 1) São dissolvidos 19,6 g de H2SO4 em água suficiente para 800 cm3. Qual é a molaridade dessa solução? Resolução m1 = 19,6 g m1 19,6 g V = 800 cm3 = 0,8 L M = ------------- M = ----------------- Massa Molar do H2SO4 = 98 g/mol mol1 V(L) 98 g/mol . 0,8 L M = ? M = 0,25 mol/L ou molar 2) Temos 400 mL de uma solução 0,15 M de NaOH. Determinar a massa de NaOH nessa solução e a concentração comum. Resolução V = 400 mL = 0,4 L M = 0,15 mol/L m1 = ? m1 C = ? M = ----------- m1 = M . mol1 . V(L) Massa Molar do NaOH = 40 g/mol mol1 V(L) m1 = 0,15 mol/L . 40 g/mol . 0,4 L m1 = 2,4 g C = M . mol1 C = 0,15 mol/L . 40 g/mol C = 6 g/L UNIDADE 3 | FÍSICO-QUÍMICA 146 5.5 FRAÇÃO MOLAR Para uma solução, são consideradas duas frações molares: a fração molar do soluto e a fração molar do solvente. • Fração molar do soluto (x1) é a razão (relação) entre o número de mols de moléculas do soluto e o número total de mols de moléculas da solução. • Fração molar do solvente (x2) é a razão (relação) entre o número de mols de moléculas do solvente e o número total de mols de moléculas da solução. Assim: n1 n2 x1 = ----------------- ou x2 = ------------- n1 + n2 n1 + n2 Onde: n1 = número de mols do soluto; n2 = número de mols do solvente; x1 = fração molar do soluto; x2 = fração molar do solvente. Pode-se provar que para qualquer solução a soma das frações molares (soluto e solvente) é sempre igual a 1. X1 + X2 = 1 Exemplos: 1) Uma solução contém 5 mols de moléculas de soluto dissolvidos em 20 mols de moléculas de solvente. Determinar as frações molares. Resolução n1 = 5 mols n2 = 20 mols n1 5 mols x1 = ---------------- x1 = --------------------- x1 = 0,2 n1 + n2 5 mols + 20 mols TÓPICO 3 | DISPERSÕES 147 n2 20 mols x2 = ------------- x2 = --------------------- x2 = 0,8 n1 + n2 5 mols + 20 mols 2) São dissolvidos 12,6 g de HNO3 em 23,4 g de água. Calcular as frações molares do soluto e do solvente. (Dado: H = 1; N = 14; O = 16; H = 1) Resolução n1 n2 x1 = ---------- ou x2 = ------------- n1 + n2 n1 + n2 n1 = ? Como não temos definido o número de mols, devemos, inicialmente, n2 = ? efetuar esses cálculos através da fórmula: m1 = 12,6 g m2 = 23,4 g m 12,6 g n = -------, logo, n1 = ------------ n1 = 0,2 mols mol 63 g/mol

mol1 V mol1 V(L) mol = massa molecular ou massa molar 5.3 CONCENTRAÇÃO MOLAR Concentração molar (M) de uma solução é a razão (relação) estabelecida entre o número de mols de moléculas do soluto e o volume, em litros, da solução. n1 M = ----- V 5.4 RELAÇÃO ENTRE CONCENTRAÇÃO COMUM E CONCENTRAÇÃO MOLAR Podemos ainda estabelecer uma relação importante entre a concentração comum, em g/L, a concentração molar e a densidade, em g/L: m1 C = -------- ⇒ m1 = CV V TÓPICO 3 | DISPERSÕES 145 m1 CV C M = -------- = ----------- ⇒ M = -------- ou C = M . Mol1 Mol1 V Mol1 V Mol1 Exemplos: 1) São dissolvidos 19,6 g de H2SO4 em água suficiente para 800 cm3. Qual é a molaridade dessa solução? Resolução m1 = 19,6 g m1 19,6 g V = 800 cm3 = 0,8 L M = ------------- M = ----------------- Massa Molar do H2SO4 = 98 g/mol mol1 V(L) 98 g/mol . 0,8 L M = ? M = 0,25 mol/L ou molar 2) Temos 400 mL de uma solução 0,15 M de NaOH. Determinar a massa de NaOH nessa solução e a concentração comum. Resolução V = 400 mL = 0,4 L M = 0,15 mol/L m1 = ? m1 C = ? M = ----------- m1 = M . mol1 . V(L) Massa Molar do NaOH = 40 g/mol mol1 V(L) m1 = 0,15 mol/L . 40 g/mol . 0,4 L m1 = 2,4 g C = M . mol1 C = 0,15 mol/L . 40 g/mol C = 6 g/L UNIDADE 3 | FÍSICO-QUÍMICA 146 5.5 FRAÇÃO MOLAR Para uma solução, são consideradas duas frações molares: a fração molar do soluto e a fração molar do solvente. • Fração molar do soluto (x1) é a razão (relação) entre o número de mols de moléculas do soluto e o número total de mols de moléculas da solução. • Fração molar do soluto (x2) é a razão (relação) entre o número de mols de moléculas do solvente e o número total de mols de moléculas da solução. Assim: n1 n2 x1 = ----------------- ou x2 = ------------- n1 + n2 n1 + n2 Onde: n1 = número de mols do soluto; n2 = número de mols do solvente; x1 = fração molar do soluto; x2 = fração molar do solvente. Pode-se provar que para qualquer solução a soma das frações molares (soluto e solvente) é sempre igual a 1. X1 + X2 = 1 Exemplos: 1) Uma solução contém 5 mols de moléculas de soluto dissolvidos em 20 mols de moléculas de solvente. Determinar as frações molares. Resolução n1 = 5 mols n2 = 20 mols n1 5 mols x1 = ---------------- x1 = --------------------- x1 = 0,2 n1 + n2 5 mols + 20 mols TÓPICO 3 | DISPERSÕES 147 n2 20 mols x2 = ------------- x2 = --------------------- x2 = 0,8 n1 + n2 5 mols + 20 mols 2) São dissolvidos 12,6 g de HNO3 em 23,4 g de água. Calcular as frações molares do soluto e do solvente. (Dado: H = 1; N = 14; O = 16; H = 1) Resolução n1 n2 x1 = ---------- ou x2 = ------------- n1 + n2 n1 + n2 n1 = ? Como não temos definido o número de mols, devemos, inicialmente, n2 = ? efetuar esses cálculos através da fórmula: m1 = 12,6 g m2 = 23,4 g m 12,6 g n = -------, logo, n1 = ------------ n1 = 0,2 mols mol 63 g/mol 23,4 g n2 = ------------ n2 = 1,3 mols 18 g/mol n1 0,2 mols x1 = ---------------- x1 = ------------------------ x1 = 0,133 n1 + n2 0,2 mols + 1,3 mols n2 1,3 mols x2 = ------------- x2 = ------------------------ x2 = 0,866 n1 + n2 0,2 mols + 1,3 mols UNIDADE 3 | FÍSICO-QUÍMICA 148 Onde: n1 = número de mols de moléculas do soluto; m2 = massa, em quilogramas, do solvente; W = concentração molal. A concentração molal foi denominada como molalidade, contudo o termo utilizado atualmente é Concentração Molal. m1 Sabemos que n1 = ----------. Então: mol1 n1 n1 mol1 m1 W = ---------- = ----------- ⇒ W = ------------------- m2(kg) m2(kg) mol1 . m2 (kg) Considerando a massa m2 em gramas, temos: 1 000 . m1 W = ---------------- mol1 . m2 Assim, se uma solução é 3 molal, isso significa que, para cada 1000 g (1 kg) do solvente, existem 3 mols de soluto. 5.6 CONCENTRAÇÃO MOLAL (W) Concentração molal (W) de uma solução é a razão (relação) estabelecida entre o número de mols do soluto e a massa do solvente, em quilogramas. n1 W = ---------- m2(kg) TÓPICO 3 | DISPERSÕES 149 Exemplo: Prepara-se uma solução dissolvendo-se 60,6 g de KNO3 em 2000 g de água. Qual é a concentração molal dessa solução? (Dado: K = 39; N = 14; O = 16) Resolução m1 = 60,6 g m2 = 2 000 g mol1 = 101 g/mol 1 000 . m1 1 000 . 60,6 g W = ---------------- W = ------------------------ W = 0,3 mol mol1 . m2 101 g/mol . 2 000 g 150 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico você aprendeu que: • Dispersão é uma mistura de disperso com dispersante. • As dispersões são classificadas em soluções, coloides e suspensão. • Solução é definida como uma mistura homogênea. • As soluções podem ser sólidas, líquidas, gasosas, iônicas