Como Calcular a Concentração de uma Solução

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Usando a equação de massa por volume

Calculando a concentração percentual ou em partes por milhão

Calculando a molaridade

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Referências

Na Química, a concentração de uma solução indica a quantidade em que uma substância solúvel, denominada soluto, está misturada com uma outra, denominada solvente. A fórmula padrão é $C={\frac {m}{V}}$, onde $C$ representa a concentração, $m$ representa a massa do soluto dissolvido e $V$ representa o volume total da solução. Se estiver trabalhando com uma concentração menor, encontre a resposta em partes por milhão (${\text{ppm}}$) para facilitar o acompanhamento. Em um laboratório, pode ser necessário encontrar a molaridade, ou concentração molar, da solução analisada.

Passos

Método 1

Método 1 de 3:

Usando a equação de massa por volume

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   Calcule a massa de soluto dissolvida no solvente. O soluto é a substância a ser incluída para formar a solução. Se você tem a massa do soluto no enunciado, anote-a e não se esqueça de usar as unidades corretas. Caso seja necessário estipular a massa de soluto, pese-o em uma balança de precisão e anote o valor encontrado.

   • Se o soluto em uso for líquido, você também poderá calcular sua massa através da fórmula de densidade — $D={\frac {m}{V}}$, onde $m$ representa a massa do líquido e $V$ representa seu volume. Para calcular a massa, multiplique a densidade do líquido por seu volume.

   Dica: se precisar usar uma balança, subtraia a massa do recipiente sendo usado para conter o soluto — ou os cálculos estarão imprecisos.
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   Anote o volume total da solução. Essa é a soma das quantidades do solvente e do soluto incluído. Se estiver trabalhando em um laboratório, misture a solução em um cilindro graduado ou béquer e tome a medida. A seguir, meça o volume a partir da curva superior da solução, o menisco, para uma leitura mais precisa — anote o volume da solução.

   • Se não estiver efetuando a medição por conta própria, pode ser necessário converter a massa do soluto em volume através da fórmula de densidade.
   • Se você está calculando a concentração de $3,45\ {\text{g}}$ de sal em $2\ {\text{l}}$ de água, por exemplo, você poderá calcular o volume de sal através da fórmula de densidade. Pesquise pelo valor em um livro didático ou na internet e prossiga na equação a fim de encontrar $m$. Nesse caso, a densidade do sal é igual a $2,16\ {\text{g/ml}}$. A equação será escrita como $2,16\ {\text{g/ml}}={\frac {\left(3,45\ {\text{g}}\right)}{V}}$. Multiplique cada lado por $V$ para chegar em $V\left(2,16\ {\text{g/ml}}\right)=3,45\ {\text{g}}$. Divida cada lado por $2,16$ e você chegará ao volume: $V={\frac {3,45\ {\text{g}}}{2,16\ {\text{g/ml}}}}=1,60\ {\text{ml}}$.
   • Some o volume de soluto ao volume do solvente. Nesse exemplo, $2\ {\text{l}}+1,6\ {\text{ml}}=2.000\ {\text{ml}}+1,6\ {\text{ml}}=2.001,6\ {\text{ml}}$. Você pode deixar a medida em milímetros ou convertê-la de volta para litros até chegar em $2,002\ {\text{l}}$.
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   Divida a massa do soluto pelo volume total da solução. Escreva a equação $C={\frac {m}{V}}$, onde $m$ representa a massa do soluto e $V$ representa o volume total da solução. Insira os valores estipulados para ambos e divida-os para descobrir qual a concentração da solução sendo analisada. Não se esqueça de rotular o resultado com as unidades corretas.

   • No exemplo da concentração de $3,45\ {\text{g}}$ de sal em $2\ {\text{l}}$ de água, a equação ficará da seguinte forma: $C={\frac {3,45\ {\text{g}}}{2,002\ {\text{l}}}}=1,723\ {\text{g/l}}$
   • Alguns problemas podem pedir que a concentração seja expressa em unidades específicas. Lembre-se de efetuar a conversão antes de escrever a sua resposta final.
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Método 2

Método 2 de 3:

Calculando a concentração percentual ou em partes por milhão

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   Determine qual é a massa do soluto em gramas. Meça a massa do soluto que será misturada com a solução. Lembre-se de subtrair o peso do recipiente sendo usado na medição, ou o valor relativo à concentração ficará impreciso.

   • Se o soluto for um líquido, você talvez precise calcular a massa usando a fórmula $D={\frac {m}{V}}$, onde $D$ representa a densidade do líquido, $m$ representa a massa e $V$ representa o volume. Procure pelo valor da densidade em um livro didático ou na internet e resolva a equação para estipular a massa.
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   Determine qual é a massa total da solução em gramas. Esse valor representa a massa do solvente mais a massa do soluto. Pese ambas as massas com uma balança de precisão ou converta o volume do solvente em massa através da fórmula da densidade $D={\frac {m}{V}}$. Some a massa do soluto à massa do solvente para estipular o volume final.

   • Se quiser encontrar a concentração de $10\ {\text{g}}$ de achocolatado em $1,2\ {\text{l}}$ de água, você poderá calcular a massa da água através da fórmula da densidade. Uma vez que a densidade da água é de $1.000\ {\text{g/l}}$, a equação será escrita como $1.000\ {\text{g}}{l}={\frac {m}{1,2\ {\text{l}}}}$. Multiplique ambos os lados por $1,2\ {\text{l}}$ para determinar esse valor em gramas, de modo que $m=\left(1,2\ {\text{l}}\right)\left(1.000\ {\text{g/l}}\right)=1.200\ {\text{g}}$. Some a massa do achocolatado, e você terá $1.210\ {\text{g}}$
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   Divida a massa do soluto pela massa total da solução. Prepare a equação de modo que a concentração $C$ represente a massa do soluto ou a massa total da solução. Insira os valores e finalize a equação para estipular a concentração da solução.

   • No exemplo, $C={\frac {10\ {\text{g}}}{1.210\ {\text{g}}}}=0,00826$.
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   Multiplique a resposta por $$ 100 {\displaystyle 100} se quiser determinar qual é a concentração percentual. Se o enunciado pede para que a concentração seja expressa em formato percentual, basta multiplicar o valor encontrado por $100$. A seguir, rotule a resposta final com o respectivo sinal percentual.

   • No exemplo, a concentração percentual equivale a $0,00826\times 100=0,826\%$.
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   5
   Multiplique a concentração por $$ 1.000.000 {\displaystyle 1.000.000} para analisar as partes por milhão. Pegue o número encontrado previamente e multiplique-o por $1.000.000$, ou $10^{6}$. O resultado demonstrará quantas partes por milhão estão representadas pelo soluto — lembre-se de rotular o valor final em ${\text{ppm}}$.

   • No exemplo, ${\text{ppm}}=0,00826\times 1.000.000=8.260\ {\text{ppm}}$

   Dica: a unidade "partes por milhão" costuma ser usada para concentrações muito pequenas, uma vez que fica mais fácil de escrever e entender do que a porcentagem convencional.

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Método 3

Método 3 de 3:

Calculando a molaridade

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   Some as massas atômicas do soluto para determinar a massa molar. Observe os elementos presentes na fórmula química associada ao soluto e liste as massas atômicas de cada um deles (uma vez que as massas molares e atômicas são iguais). Some as massas atômicas do soluto a fim de chegar à massa molar total e rotule o resultado em ${\text{g/mol}}$.

   • Se o seu soluto for o hidróxido de potássio (${\text{KOH}}$, encontre as massas atômicas dos elementos potássio, oxigênio e hidrogênio e some-os. Nesse caso, a massa molar será $=39+16+1=56\ {\text{g/mol}}$.
   • A molaridade é especialmente útil na Química quando você já conhece a composição do soluto sendo usado.
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   Divida a massa do soluto pela massa molar para chegar ao número de mols. Se necessário, determine a massa do soluto sendo agregado à solução com uma balança de precisão — lembre-se de subtrair a massa do recipiente para conseguir uma leitura precisa. Divida a massa encontrada pela massa molar a fim de chegar à quantidade de mols de soluto em uso, e rotule a resposta em ${\text{mol}}$.

   • Se quiser descobrir a quantidade de mols presentes em $25\ {\text{g}}$ de hidróxido de potássio (${\text{KOH}}$), a equação usada será ${\text{mol}}={\frac {25\ {\text{g}}}{56\ {\text{g/mol}}}}=0,45\ {\text{mol}}$.
   • Converta a massa do soluto para gramas, se já não estiver expresso nessa unidade.
   • Mols são usados para representar a quantidade de átomos presentes em uma solução.
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   Converta o volume da solução para litros. Encontre o volume do solvente antes de incluí-lo no soluto. Se o valor não foi ainda dado, use um frasco de Erlenmeyer ou um cilindro graduado para efetuar a medição. Se ele estiver em milímetros, divida-o por $1.000$ para convertê-lo para litros.

   • No exemplo, se você estiver usando $400\ {\text{l}}$ de água, divida-o por $1.000$ a fim de convertê-lo para litros, ou seja, $0,4\ {\text{l}}$.
   • Se o solvente já está expresso em litros, ignore esse passo.

   Dica: você não precisa incluir o volume do soluto, que não afeta o volume de forma considerável. Se houver uma variação notável no volume resultante da mistura, prefira usar o volume total.
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   Divida a quantidade em mols de soluto pelo volume da solução em litros. Prepare a equação de modo que a molaridade $M={\frac {\text{mol}}{V}}$, onde ${\text{mol}}$ representa a quantidade de mols de soluto existentes e $V$ representa o volume do solvente. Finalize a equação e dê à resposta a unidade de medida ${\text{M}}$.

   • No exemplo, $M={\frac {0,45\ {\text{mol}}}{0,4\ {\text{l}}}}=1,125\ {\text{M}}$
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Dicas

• Se estiver em um laboratório e não souber quanto soluto foi acrescentado, você pode realizar uma titulação usando outras substâncias químicas reativas. É necessário aprender a balancear equações químicas através da estequiometria.

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