Concentração comum e molaridade

Concentração comum e molaridade

A concentração comum e a molaridade são duas das principais formas de expressar a quantidade de soluto presente em uma determinada quantidade de solvente ou solução, sendo fundamentais para a compreensão de reações químicas e processos laboratoriais.

Esses conceitos são amplamente abordados em provas de vestibulares e no Enem, pois permitem quantificar soluções e prever o comportamento de substâncias em misturas. Entender a diferença entre elas e como calculá-las é crucial para qualquer estudante de química.

Compreender a concentração das soluções é essencial para diversas aplicações, desde a preparação de medicamentos até a análise de amostras ambientais, fornecendo uma base sólida para estudos mais avançados em química.

Concentração Comum

A concentração comum, também conhecida como concentração em massa ou concentração simples, expressa a massa do soluto dissolvida em um determinado volume de solução. É uma das formas mais diretas e intuitivas de indicar a proporção de um componente em uma mistura.

Fórmula e Unidades

A fórmula para calcular a concentração comum (C) é dada por:

C = m1 / V

Onde:

• C é a concentração comum
• m1 é a massa do soluto (em gramas)
• V é o volume da solução (em litros)

A unidade mais comum para a concentração comum é o grama por litro (g/L).

Exemplo de Cálculo

Uma solução foi preparada dissolvendo-se 20 g de cloreto de sódio (NaCl) em água suficiente para obter 500 mL de solução. Qual a concentração comum dessa solução?

Resolução:

1. Converta o volume para litros: 500 mL = 0,5 L
2. Utilize a fórmula: C = m1 / V
3. C = 20 g / 0,5 L
4. C = 40 g/L

Portanto, a concentração comum da solução é de 40 g/L.

Molaridade (Concentração Molar)

A molaridade, ou concentração molar, expressa a quantidade de matéria (número de mols) do soluto dissolvida em um determinado volume de solução. É uma medida mais precisa e frequentemente utilizada em cálculos estequiométricos, pois relaciona-se diretamente com o número de partículas.

Fórmula e Unidades

A fórmula para calcular a molaridade (M) é dada por:

M = n1 / V

Onde:

• M é a molaridade
• n1 é o número de mols do soluto (em mols)
• V é o volume da solução (em litros)

A unidade mais comum para a molaridade é o mol por litro (mol/L), também chamado de molar (M).

Para calcular o número de mols (n1), é necessário conhecer a massa do soluto (m1) e sua massa molar (MM):

n1 = m1 / MM

Exemplo de Cálculo

Uma solução foi preparada dissolvendo-se 58,5 g de cloreto de sódio (NaCl) em água suficiente para obter 1 L de solução. Qual a molaridade dessa solução? (Dados: Massa molar do NaCl = 58,5 g/mol)

Resolução:

1. Calcule o número de mols do NaCl: n1 = m1 / MM = 58,5 g / 58,5 g/mol = 1 mol
2. Utilize a fórmula da molaridade: M = n1 / V
3. M = 1 mol / 1 L
4. M = 1 mol/L ou 1 M

Portanto, a molaridade da solução é de 1 mol/L.

Relação entre Concentração Comum e Molaridade

Existe uma relação direta entre a concentração comum (C) e a molaridade (M). Ao substituir a expressão de n1 (n1 = m1 / MM) na fórmula da molaridade, podemos estabelecer essa conexão:

M = (m1 / MM) / V

Reorganizando, obtemos:

M = (m1 / V) / MM

Como C = m1 / V, a relação se torna:

M = C / MM ou C = M * MM

Esta relação é muito útil para converter entre as duas formas de concentração, desde que a massa molar do soluto seja conhecida.

Exemplo de Conversão

Uma solução de glicose (C6H12O6) possui concentração comum de 90 g/L. Qual a molaridade dessa solução? (Dados: Massa molar da glicose = 180 g/mol)

Resolução:

1. Utilize a relação: M = C / MM
2. M = 90 g/L / 180 g/mol
3. M = 0,5 mol/L

A molaridade da solução de glicose é de 0,5 mol/L.

Diferenças e Aplicações

A escolha entre concentração comum e molaridade depende da aplicação. Para cálculos que envolvem reações químicas, a molaridade é geralmente preferida, pois as reações ocorrem em proporções molares. Já para preparar soluções onde a massa do soluto é diretamente medida, a concentração comum pode ser mais prática.

Exercícios com Gabarito

1. (ENEM-2022)

Uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) foi preparada dissolvendo-se 20 g da base em água suficiente para formar 500 mL de solução. Sabendo que a massa molar do NaOH é 40 g/mol, qual a concentração molar e a concentração comum dessa solução, respectivamente?

• a) 1,0 mol/L e 40 g/L
• b) 0,5 mol/L e 20 g/L
• c) 1,0 mol/L e 20 g/L
• d) 0,5 mol/L e 40 g/L
• e) 2,0 mol/L e 80 g/L

Resposta: Alternativa a:

Cálculo da concentração comum:
C = m1 / V
m1 = 20 g
V = 500 mL = 0,5 L
C = 20 g / 0,5 L = 40 g/L

Cálculo da molaridade:
Primeiro, calculamos o número de mols:
n1 = m1 / MM = 20 g / 40 g/mol = 0,5 mol
Agora, calculamos a molaridade:
M = n1 / V = 0,5 mol / 0,5 L = 1,0 mol/L
Portanto, a concentração molar é 1,0 mol/L e a concentração comum é 40 g/L.

2. (VESTIBULAR-SP)

Considere uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) com concentração molar igual a 0,25 M. Sabendo que a massa molar do H2SO4 é 98 g/mol, qual a concentração comum dessa solução em g/L?

• a) 24,5 g/L
• b) 49,0 g/L
• c) 0,25 g/L
• d) 98,0 g/L
• e) 12,25 g/L

Resposta: Alternativa a:

Utilizamos a relação entre concentração comum e molaridade:
C = M * MM
M = 0,25 mol/L
MM = 98 g/mol
C = 0,25 mol/L * 98 g/mol = 24,5 g/L
A concentração comum da solução é 24,5 g/L.