Concentração da molaridade, unidades, cálculo, exercícios

O Molaridade É a concentração de uma solução expressa em toupeiras do soluto por litro de solução. É abreviado como M e expressa uma relação entre a massa do soluto e o volume da solução (m/v); Embora de uma maneira tradicional esse relacionamento seja expresso como peso de volume.

Um mol é o número de átomos ou moléculas contidas no peso atômico ou molecular; É expresso em gramas/mol. Uma toupeira é equivalente a 6,02 · 10²³ átomos ou moléculas, conhecidas como número Avogadro.

Fórmula de molaridade. Fonte: Gabriel Bolívar.

Existem outras maneiras de expressar a relação entre a massa de um soluto e o volume, incluindo: a relação percentual entre a massa do soluto e o volume da solução e a normalidade. O último é expresso como o número de equivalentes de um soluto por litro de solução.

Enquanto isso, a molalidade, que é definida como o número de moles por quilogramas de solvente, geralmente a água, expressa uma relação entre a massa do soluto e a massa do solvente (m/m).

A forma de expressão da concentração de uma solução em partes por milhão (ppm) expressa uma relação entre uma parte do soluto e um milhão de partes da solução, geralmente usada para expressar uma proporção de massa-masa (m/m). Mas você pode expressar uma proporção de volume em massa (m/v).

A concentração molar, além de se expressar em toupeiras por litro, pode ser expressa como milimoles/litro (solução milimolar); micromoles/ litro (solução micromolar); etc.

Problemas de molaridade podem ser resolvidos usando um método analítico e através do uso de "a regra dos três". A escolha de um método dependerá da capacidade de usar um dos métodos.

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Concentração molar

É usado para expressar a concentração de um soluto em uma determinada solução de solução.

M = N/V (1)

Onde m é igual à molaridade, n é o número de moles e v o volume da solução. Portanto, a molaridade de uma solução é o número de moles de soluto em volume de solução expressa em litros.

Por outro lado, o número de toupeiras é

n = m / pm (2)

Sendo a massa do soluto dissolvido e PM sua massa molar.

Pode atendê -lo: aldeído

Substituindo (2) em (1):

M = (m / pm) / v

Unidades

A unidade no sistema internacional para concentração molar é mol/m³. Isso corresponde a uma solução milimolar, porque um m³ equivalente a 1.000 litros. Nos ramos da química e da biologia, a concentração molar é geralmente expressa como toupeiras/L. Esta unidade é expressa com o m (capital).

Uma solução de um mol/L é equivalente a um m; Uma solução 10^-3 Moles/L, equivalente a 1 mm (milimolar); e uma solução 10^-6 Moles/L, equivalente a 1 µm (micromolar).

Como calcular a molaridade?

É conveniente usar as expressões indicadas acima, porque isso garante que o resultado da aplicação da fórmula forneça toupeiras/litros, que é a definição de concentração molar.

Portanto, para calcular a molaridade de uma solução, é necessário expressar a concentração do soluto em g / l. Em seguida, descubra o peso molecular do soluto (g / mol) e encontre o quociente entre concentração e peso molecular. O resultado obtido é a molaridade expressa em toupeiras / litros.

Mover da molaridade para a molalidade

Um fato necessário para passar da molaridade para a molalidade é conhecer a densidade da solução. Isso permite conhecer a massa da solução, um requisito essencial para o cálculo da molealidade.

Primeiro passo

Primeiro você tem que ir de concentração molar a gramas/litros. Para fazer isso, basta multiplicar a molaridade da solução pelo peso molecular do soluto.

Gramas/litro do soluto = molaridade (moles/litro) · peso molecular do soluto (gramas/mol).

Isso permite obter a massa do soluto em 1 L de solução.

Segundo passo

Então é necessário calcular a massa da solução. Para fazer isso, a densidade do mesmo é usada. Geralmente a densidade é expressa em gramas/centímetro cúbico ou mililitro.

Massa de solução (g) = volume da solução (ml) · densidade (g/ml)

Terceiro passo

Obtendo a massa de solvente. Como a massa da solução é igual à massa do soluto mais a massa do solvente, para obter a massa do último é suficiente para subtrair da massa da solução (etapa 2) a massa do soluto (passo 1).

Pode atendê -lo: óxido perclórico (CL2O7)

Quarto passo

Finalmente você tem que passar a massa do soluto (g) da solução para a massa de soluto que corresponde a 1.000 g ou 1 kg de solvente. Para fazer isso, seria suficiente fazer uma regra de três operações matemáticas simples ou equivalentes.

Quinto passo

Divida g de soluto/1000 g de solvente entre o peso molecular do soluto (g/mol) para obter a moralidade da solução.

Exemplo numérico

Uma solução de glicose de 3 m (180 g/mol de peso molecular) tem uma densidade de 1,15 g/ml. Calcule a molalidade desta solução.

Primeiro calculamos os gramas de glicose dissolvidos em um litro de solução:

g/L = 3 moles/L · 180 g/mol

= 540 g/l

Em seguida, calculamos a massa da solução a partir de sua densidade:

g da solução (massa) = 1.000 ml · 1,15 g/ml

= 1.150 g

A massa de solvente é dada pela diferença:

Massa solvente = massa de solução - massa de soluto

= 1.150 g - 540 g

= 610 g

Mas 610 g não são 1000 g de solvente como estipulando a definição de molalidade. Portanto, quantos gramas de glicose devem ser calculados são dissolvidos em 1000 g de solvente:

Massa de soluto = 540 g de soluto · (1.000 g solvente / 610 g de solvente)

= 885,25 g

E, finalmente, a molalidade é calculada retornando os gramas às toupeiras:

Molalidade = (885,25 g de soluto / 180 g / mol)

= 4,92 mol de soluto / kg de solvente

= 4,92 m

Problemas resolvidos

Problema 1

Quanto sulfato cúprico será necessário para preparar 500 ml de uma solução de 0,4 m? Expressar o resultado em gramas. Peso molecular do sulfato cúprico (CUSO₄): 160 g/mol.

Primeiro, determinamos as toupeiras que devem ser dissolvidas nessa solução:

M = N/ V

n = m · v

n = (0,4 moles/L) · 0,5 L

= 0,2 moles

Sabendo então o número de moles de sulfato cúprico pode ser obtido sua massa

N = m/pm

M = n · peso molecular

M = 0,2 moles · 160 g/mol

= 32 g de cuso₄

Isto é, 32 gramas deste sal devem ser dissolvidos em 500 ml de solvente.

Problema 2

Que volume de uma solução é necessário para dissolver 0,4 moles de soluto, ela tem uma concentração de 0,25 m?

O volume da solução é obtido do conceito de molaridade

Pode atendê -lo: samario: características, estrutura, obtenção, usos

M = N / V

V = n / m

V = 0,4 moles / (0,25 moles / L)

= 1,6 l

Isso significa que a solução deve ter um volume de 1,6 litros para obter tal concentração de 0,25 m.

Problema 3

Uma massa de 8 g de hidróxido de sódio (NaOH) é dissolvida em 60 g de uma solução que tem uma densidade de 1,6 g/ml. Qual será a molaridade da solução? Peso molecular de hidróxido de sódio: 40 g/mol.

As toupeiras de Naoh devem ser calculadas primeiro:

N = m / pm

= 8 g de hidróxido de sódio / (40 g / mol)

= 0,2 moles

Agora o volume da solução é calculado:

M = V · D

V = 60 g /(1,6 g /ml)

V = 37,5 ml

Para obter molaridade, o volume da solução em litros deve ser colocado:

V = 37,5 ml · 10^-3 L / ml

= 0,0375 l

M = 0,2 moles / 0,0375 l

5.33 Mols / L

5,33 m

Problema 4

Calcule a molaridade de uma solução de ácido clorídrico (HCl) com uma densidade de 1,25 g/ml e concentração de 35%, expressa massa/massa. Peso molecular do ácido clorídrico: 36,5 g/mol.

A massa de 35% de ácido clorídrico é determinado

M = V · D

M = 1.000 ml · 1,25 g/ml

= 1.250 g

Mas nem tudo é HCl, mas também há água:

Massa HCl = 1.250 g · (35/10)

= 437,5 g

Que é o mesmo que dizer que em um litro de solução de 35% HCl, existem 437,5 gramas de HCl.

Em seguida, as toupeiras HCl são calculadas, para determinar o molaridade:

N = m / pm

n = (437,5 g/l)/(36,5 g/mol)

= 11,98 Moles/L

Molaridade = 11,98 m

Problema 5

Calcule a molaridade de uma solução contendo 5 g de NaCl em 2 L de solução. Peso molecular de cloreto de sódio: 58,5 g/mol.

Moles/L de NaCl podem ser obtidas em uma única etapa:

Molaridade = (5 g de NaCl / 2 L Solução) x (1 mol naCl / 58,5 g de NaCl)

= 0,043 moles /L

Molaridade = 0,043 m

Outro procedimento pode ser:

G / l de NaCl = 5 g / 2 l

= 2,5 g / l

Moles / L = (2,5 g / L) / (58,5 g / mol)

= 0,043 moles / L

= 0,043 m

Referências

1. Rodríguez, m. (2007). Química. Fundação editorial da Salesiana
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). Cengage Learning.
3. Wikipedia. (2019). Molaridade. Recuperado de: é.Wikipedia.org
4. Atarés Huerta. (s.F.). Molaridade e molalidade. [PDF]. Recuperado de: riunet.UPV.é
5. Softchools. (2019). Fórmula de molaridade. Recuperado de: Softschools.com