Mistura de soluções (mesmo soluto) em Química

Misturas de soluções de uma mesmo soluto

Vamos imaginar duas soluções (A e B) de cloreto de sódio (NaCl), como ilustrado abaixo. Na solução final (A + B), a massa do soluto é igual à soma das massas dos solutos em A e B.

Portanto: m = 7 + 8 ⇒ m = 15 g de NaCl
O volume da solução também é igual à soma dos volumes das soluções A e B. Portanto:
V = 100 + 200 ⇒ V = 300 mL de solução Com esses valores e lembrando a definição de concentração, obtemos, para a solução final (A + B):

300 mL de solução ---------- 15 g de NaCl
1.000 mL de solução -------- C
Cfinal = 50 g/L

ou

C = m/V = 15 g/0,3L = 50 g/L

Obs: É interessante notar que a concentração final (50 g/L) terá sempre um valor compreendido entre as concentrações iniciais (70 g/L > 50 g/L > 40 g/L).

podemos generalizar esse tipo de problema, da seguinte maneira:
• massa do soluto na solução A: ma = Ca.Va
• massa do soluto na solução B: mb = Cb.Vb
• massa do soluto na solução final: m = CV

Como as massas dos solutos se somam (m = ma + mb ), temos:

Exemplo:
200 mL de uma solução a 0,2 mol.L-1 de KBr é misturada a 100mL de uma solução de mesmo soluto com concentração igual a 0,4 mol.L-1. Qual a concentração da mistura obtida?

Solução 1
V = 200 mL
M = 0,2 mol.L-1

Solução 2
V = 100 mL
M = 0,4 mol.L-1

Solução final
Vf = V1 + V2
Vf = 200 + 100
Vf = 300 mL

M1 . V1 + M2 . V2 = Mf . Vf
0,2 . 200 + 0,4 . 100 = Mf . 300
Mf = 0,27 mol.L-1 de KBr.

Unidades de concentração

Concentração comum ( C )

Essa concentração é uma das mais usadas. Ela relaciona a quantidade de massa do soluto (m1)presente em um determinado volume de solução (V).

Trazendo para uma fórmula matemática:

C = m1/V
Unidades:
C -> g/L
m1 -> g
V -> L

Concentração molar (M)

Nessa unidade de concentração, ao invés de relacionarmos a massa com o volume, vamos relacionar a quantidade de matéria do soluto (n1) com o volume da solução (V).

Trazendo para uma fórmula matemática:

M= n1/V

Unidades:
M -> mol/L
n1 -> mol
V -> L

Importante!!!
É possível escrever essa fórmula um pouco diferente. Sabemos que o número de mols (n1) é dado pela seguinte fórmula:

n1 = m1/MM1

Substituindo n1 na fórmula de molaridade, temos:

M = m1/(MM1.V)

Porcentagem em massa (%m/m)

Essa unidade de concentração irá relacionar a quantidade em massa de soluto (m1) que está contida em 100 g de solução.

Trazendo para uma fórmula matemática:

% m/m= m1/m x 100%

Porcentagem por volume (%V/V)

Essa unidade de concentração irá relacionar a quantidade por volume de soluto (V1) que está contida em 100 mL de solução.

Trazendo para uma fórmula matemática:

% V/V= V1/V x 100%

Porcentagem em massa por volume (%m/V)

Essa unidade de concentração irá relacionar a quantidade em massa de soluto (m1) que está contida em 100 mL de solução.
Trazendo para uma fórmula matemática:

% m/V= m1/V x 100%

Fração molar (X)

Essa unidade irá relacionar o número de mols de alguma espécie (ni) sobre o número de mols totais (nt).
Trazendo densidade para uma fórmula matemática:

Xi= xi/xt

Unidades:
X -> adimensional (sem unidade)
ni -> mol
nt -> mol

nt = n1 + n2

Dependendo de qual espécie o problema estiver perguntando, nós iremos escrever a fração molar em função de diferentes participantes.

Exemplo: Uma mistura de 2 mol de NaCl com 8 mol de H2O.

Primeira coisa é saber o número de mols totais -> nt = n1 + n2 -> nt = 2 + 8 -> nt = 10 mol

Fração molar do soluto (NaCl):
X1 = n1/nt = 2/10 = 0,2

Fração molar do solvente (NaCl):
X2 = n2/nt = 8/10 = 0,8

Importante!!!
A soma das frações molares deve ser sempre igual a 1.

Molalidade (W)

Essa unidade aparece bem pouco. Mas é importante termos conhecimento dela. Ela relaciona a quantidade de matéria do soluto (n1) presente em uma massa de solvente (m2), expressa em Kg.
Trazendo densidade para uma fórmula matemática:

W= n1/m2

Unidades:
W -> mol/Kg
n1 -> mol
m2 -> Kg