concentração comum e concentração em molL.ppt

concentração comum

1. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Conceitos iniciais
•Assoluçõesestãopresentesem
quasetudonanossavida.
•Quandolevamosumsusto,por
exemplo,nãoédifícilacontecer
dealguémnosoferecerumcopo
deáguacomaçúcarparanos
acalmarmos.
•Oquetalveznãosesaibaéque
águacomaçúcarNÃOpossuio
menorefeitocalmante.
•Águacomaçúcaré,portanto,
umasoluçãonaqualoaçúcar
estádissolvidonaágua.
•Nosso“calmante”podeestar
muitooupoucodoce.
•Quimicamentefalando,oque
podevariaréaconcentraçãodo
açúcar.
•Quantomaisdoceestiver,mais
açúcarestádissolvido,ouseja,
maisconcentradaestáasolução.
Imagem: Uma colher derrama lentamente açúcar em um copo de água, em 7 de janeiro de 2012 / Fotografia: APN MJM / Creative Commons Attribution
-
Share Alike 3.0 Unported

2. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Conceitos iniciais
•Oconceito“concentração”é
amplamenteusadoemnosso
cotidiano.
•Cansamosdelerrótulosde
produtos,taiscomo"suco
concentrado"ou"detergente
concentrado"eaindaouvimos
muitofalaremconcentração
dissooudaquilo.
•Aconcentraçãonadamaisédo
quearelaçãoentreamassado
soluto(oqueestádissolvido)eo
volumedasolução(1).
•Quervercomoésimples?
Imagem: Suco de laranja / Fotografia: USDA / Public Domain

3. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Conceitos iniciais
•Quasetodasasreaçõesquímicas
acontecemcomosreagentes
dissolvidosemalgumlíquido(2).
•Muitasdascoisasque
consumimos(remédios,bebidas
etc.)tambémsãosoluções.Daía
importânciadeentendermos
algumascoisassobresoluções.
•Umasoluçãoésemprecomposta
deduascoisas:
–umaquedissolve,que
chamamosdesolvente;
–eoutraqueédissolvida,que
chamamosdesoluto.
Imagem: SEE-PE

4. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Conceitos iniciais
•Nolaboratório,assoluçõessão
normalmentepreparadasatravés
dadissoluçãodeuma
determinadaquantidadede
solutoemumadadaquantidade
desolvente.
•Oconhecimentodasquantidades
desoluto,solventeesoluçãonos
permiteestabeleceralgumas
relações matemáticas,
denominadasconcentraçõesdas
soluções(3).
•Asprincipaisunidadesde
concentraçãousadas no
laboratóriosão:
–concentraçãocomum;
–concentraçãomolar;
–fraçãomolar;
–título;
–densidade.
•Nestaaula,trataremosapenasda
concentraçãocomumeda
concentraçãomolar.Asdemais
serãoassuntodaaulaseguinte.
Imagem: Experimento de química em laboratório, em 12 de outubro de 2007 / Fotografia: WebDev1914 / Public Domain

5. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Coeficiente de Solubilidade
•Ocoeficientedesolubilidade(Cs)estárelacionado
acapacidadedesolutoqueumsolventesuporta.
•Éagrandezaqueenvolveasolubilidadede
soluçõesquímicasemrelaçãoaosolventeesoluto.
•“Limite”dedissoluçãodeumsolutoemum
solventeaumadadatemperatura.

6. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Curva de solubilidade
•Asolubilidadevariacomotipodesolutooudesolvente.
•Alémdisso,oprincipalfatorqueinfluencianasolubilidadeéa
temperatura.
•OCoeficientedeSolubilidade(CS)podeaumentaroudiminuircoma
temperatura,dependendodosolutoemquestão.
•AvariaçãodoCSemfunçãodatemperaturaérepresentadoemum
gráficoquechamamosdecurvadesolubilidade.
•Soluçõesendotérmicaseexotérmicas
•Nelapodemosidentificaraindaasregiõesdesaturaçãodasolução
(8).

7. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Tipos de soluções
•Podemosclassificarassoluções
deacordocomaquantidadede
solutopresente(4).
•Tenhasempreemmenteque
existeumlimiteparaa
quantidadedesolutoquepode
seradicionadoaumdeterminado
volumedesolvente.Essevaloré
oquechamamosdecoeficiente
desolubilidade(5).
•Umcopodeáguanãopode
dissolvertodooaçúcardo
mundo,nãoé?
•Assimteremossoluções:
–INSATURADAS:quandouma
soluçãocontémsolutoabaixo
do coeficientede
solubilidade;
–SATURADAS:quandoa
quantidadedesolutoéigual
ao coeficientede
solubilidade,ouseja,estáno
limite;
–SUPER-SATURADAS:quando
aquantidadedesoluto
superaolimite.
Imagem: SEE
-
PE

8. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Curva de solubilidade
Imagens: SEE-PE

9. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Como alterar a concentração de uma solução?
Paraalteraraconcentraçãodeumasolução,podemos:
1.Aumentaraquantidadedesoluto,aumentandoaconcentração;
2.Aumentaraquantidadedesolvente,diminuindoaconcentração;
3.Diminuiraquantidadedesolvente,aumentandoaconcentração.
•Estranhouaterceiraopção?Comopodemosdiminuiraquantidade
desolvente?
Evaporarosolventepodeserumexcelentemétodo(9).

10. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Como alterar a concentração de uma solução?
•Tente em casa:
–Dissolvaumpoucodesal
decozinhaemumcopo
comágua.
–Coloquesuasoluçãoem
umapanelaeleveaofogo.
Àmedidaqueaágua
(solvente)evapora,a
soluçãovaisetornando
maisconcentrada.
–Nofinal,elasetornauma
soluçãosaturada:começa
aprecipitarsal,indicando
queaconcentraçãoestá
acimadolimite(10).
•Esseéoprocessousadopara
obtençãodosaldecozinhaa
partirdaáguadomar.
Imagem: Produção de sal / Fotografia: Ricampelo /
GNU Free Documentation License

11. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração comum
•Nãosetratadeconcentraçãomental,tão
bemrepresentadaem“Opensador”,de
AugusteRodin.
•Concentraçãocomuméarelaçãoentrea
massadesolutopresentenumasoluçãoe
ovolumedestamesmasolução:
C = m
1/V
–Sendo:
•C=concentraçãocomum
•m
1=massadosoluto(emg).
•V=volumedasolução(emL).
Imagem: Aguste Rodin / O pensador /
Fotografia: Karora / Public Domain

12. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração comum
•SuaunidadenoSIékg/m³,
porémémuitomaiscomum
serexpressaemg/L.
•Outrasunidadesusadas:
g/mL(oug/cm³),kg/L,etc.
•Emalgumasatividades,
comoemanálisesclínicas,
sãousadasvariaçõescomo
g/100mL,g/100cm³,g/dL
ouaindamg/mL.
Imagem: The U.S. Food and Drug Administration / Public Domain

13. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração comum (exemplos)
1.Sedissolvermos20gdesal
decozinha(NaCl)em500mL
desoluçãoaquosa.Quala
concentraçãodosalnesta
solução?
m
1= 20 g
V = 500 mL = 0,5 L
C = 20 g / 0,5 L = 40 g/L
Imagem: NaCl, em 11 de outubro de 2007 /
Fotografia: Ondřej Mangl / Public Domain

14. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração comum (exemplos)
1.Umfrascoderemédioinformao
seguinte:
C=50mg/mL.
Responda:
a)Quantosmgdosolutoháem
cadamL?
Há50mgdesolutoparacadamL
desolução.
b)Quantosmgdesolutoháem
meiolitrodesolução?
Usandoafórmula,temos:
50=m
1/500m
1=25.000mg
Imagem: Pílulas / MorgueFile / http://www.morguefile.com /
Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

15. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Conversão de Unidades
•mLL:1000
•mgg:1000
•gkg:1000
•kgton:1000
•1cm
3
=1mL
•1dm
3
=1L
•m
3
Lx1000
•Lmlx1000
•tonkgx1000
•kggx1000
•gmgx1000

16. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração molar
•Concentraçãomolarou
molaridadeéaquantidadede
soluto,emmol,dissolvidos
numvolumedesoluçãoem
litros(11).
•Relembrandoadefiniçãode
mol(quantidadedematéria):
“Moléaquantidade(emg)
deumsistemaquecontém
tantasunidadeselementares
quantasexistememátomos
decarbonoem12gdeC
12
”.
•Essaunidadeelementardeve
serespecificadaepodeserum
átomo,umamolécula,umíon,
umelétron,umfótonetc.ou
umgrupoespecíficodessa
unidade.
Imagem: SEE
-
PE

17. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração molar
•PelaconstantedeAvogadro:
1 mol = 6,02 x 10²³
•Outrasunidadesdemedidade
concentraçãosãousadas,poréma
maisimportanteéaMolaridade(12):
M = n
1/V
•naqual:
–n
1=quantidadedematériado
soluto(emmol)
–V=volumedasolução(emL).
Imagem: Vários vidros de laboratório, em 22 de agosto de
2009 / Fotografia: Tweenk / Creative Commons Attribution 3.0
Unported

18. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração molar
•Sabendoquen
1éarelaçãoentreamassa
dosoluto(m
1)(emg)eamassamolarda
substância(M
1,emg/mol),temos:
n
1= m
1/M
1
•Juntandoasduasexpressões,temosa
formaexpandida:
M = m
1/(M
1.V)
•Emque:
–m
1=massadosoluto(emg);
–M
1=massamolardosoluto(em
g/mol);
–V=volumedasolução(emL).
Imagem: Vidros de laboratório, em 25 de março de 2007
/ Fotografia: André Luis Carvalho e Leandro Maranghetti
Lourenço / Public Domain

19. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração molar (exemplos)
1.Responda:
Qualaconcentraçãomolarde
umasoluçãocomvolumede
250mLecom26,8gde
cloretodecálcio(CaCl
2)
dissolvidos?
Primeiramente,obtemosa
massamolardosolutoa
partirdasmassasatômicas
dosseuselementos:
Ca=40,1eCl=35,5
40,1+(2x35,5)=111,1
(M
1=massamolardoCaCl
2)
Paraencontraron
1(CaCl
2)é
precisocalcular:
1 mol → 111,1 g
n
1(CaCl
2) → 26,8 g
n
1(CaCl
2) = 0,241 mol
Aplicamos por fim:
M = n
1/V = 0,241/0,250
M = 0,964 mol/L

20. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Concentração molar (exemplos)
2.Umasoluçãodealvejanteépreparada
dissolvendo-se521,5gdehipocloritodesódio
(NaClO)emáguasuficientepara10,0litrosde
solução.
Responda:Aconcentração,emmol/L,da
soluçãoobtidaé:
(Dado:massamolardoNaClO=74,5g/mol)
a) 7,0
b) 3,5
c) 0,70
d) 0,35
e) 0,22
M = m
1/(M
1x V)
M = 521,5/(74,5 x 10)
M = 0,70 mol/L

21. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Laboratório Virtual
•Umgarotoqueacabadesairdaescola,ondeaprendeucomo
calcularaconcentração,vaiparaosítiodotio.
•Curioso,observacomootiopurificaaáguaqueretiradopoço,
epercebequepodeajudá-lo.
•Vamosaprendercomocalcularaquantidadedecloroquedeve
serdiluídanaáguaparabeber.
•Basta“clicar”nolinkabaixo:
http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/m
ec/5040/sim_qui_concentracaodecloro.htm?sequence=5

22. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Exercícios
1.20gdeNaOHsãodissolvidosemágua.
SabendoqueamassamolardoNaOHé
iguala40g/molequeovolumedasolução
foicompletadopara500mL,calcule(13):
a)concentraçãocomumdasolução;
b)concentraçãomolardasolução.
a) C = 20 / 0,5 = 40 g/L
b) M = 20 / (40 x 0,5) = 20 / 20 = 1,0 mol/L
Imagem: NaOH, em 11 de outubro de 2007
/ Fotografia: Ondřej Mangl / Public Domain

23. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Exercícios
2.PacientesquenecessitamderaiosXdo
tratointestinaldevemingerirpreviamente
umasuspensãodesulfatodebário(BaSO
4,
233,43g/mol).
Esseprocedimentopermitequeasparedes
dointestinofiquemvisíveisnuma
radiografia,permitindo,assim,umaanálise
médicadesuascondições(14).
Considerando-seque,em500mLde
soluçãoexistem46,6gdosal,pede-se:
a)aconcentraçãomolar
b)aconcentraçãoemg/L
a) 0,4 M (ou mol/L)
b) 93,2 g/L.
Imagem: Nevit Dilmen / Raio-X, em 29 de
setembro de 2010 / GNU Free Documentation
License

24. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Exercícios
3.Serãonecessáriosquantosgramas
deNaClparaproduzir2litrosde
solução1,5mol/L?
(Dado:MassamolardoNaCl=58,5g/mol)
M = n
1/ V n
1= M x V
n
1= 1,5 x 2 = 3,0 mols de NaCl
1 mol de NaCl -----------58,5 g
3 mols de NaCl -----------x
x = 58,5 x 3 / 1
x = 175,5 g de NaCl
Imagem: NaCl, em 11 de outubro de 2007 /
Fotografia: Ondřej Mangl / Public Domain

25. QUÍMICA -1°Ano
Aspectos quantitativos das soluções (parte 1)
Exercícios
4.Precisava-sedeumlitrodesoluçãoaquosadeácidosulfúrico.
Decidindo-sereaproveitarassoluçõesquejáestavamprontasno
laboratório,forammisturados600mLdesolução0,5mol/Lcom
400mLdesolução0,2mol/L.
Qualaconcentração(emmol/L)dasoluçãoobtida?
V
fx M
f= V
1x M
1+ V
2x M
2
1,0 x Mf = 0,6 x 0,5 + 0,4 x 0,2
Mf = 0,30 + 0,08
M
f= 0,38 M (ou mol/L)
Imagem: SEE
-
PE