Todos os dias esbarramos em situações onde o estudo da concentração de soluções se torna ferramenta importante para a resolução de problemas e compreensão do mundo que nos cerca. De medicamentos a alimentos, nesse artigo vamos estudar o cálculo de concentração das soluções, através de uma abordagem prática e direta ao ponto.

E aí Gás Nobre, preparado para reagir?

Concentração Comum (C) – (g/L)

Nessa modalidade de concentração, temos uma relação entre a massa do soluto (M1) (expresso em gramas), pelo volume da solução (V) (expresso em litros). É possível efetuar o cálculo através da regra de três ou pela fórmula:

Fórmula: C = M1 / V

Vamos resolver uma questão sobre essa modalidade de concentração?

Exercício 1: (UEPC-SP) 400 mL de uma solução aquosa contém 80 g do medicamento Gardenal, utilizado como antidepressivo do Sistema Nervoso Central. 

a) Qual a sua concentração em g/L? 

b) Que volume dessa solução deve ser injetado em um paciente a fim de que ele receba 2,0 g do medicamento?

Resolução:

a) C = 80 g/0,4L , logo C = 200 g/L

b) 200 g/L = 2,0 g/V , logo V = 2/200, logo V = 0,01 L (equivalente a 10 mL)

Concentração em Quantidade de Matéria (M) – (mol/L)

Nessa modalidade de concentração, temos uma relação entre a massa do soluto (M1) (expresso em gramas), pela massa molar (MM) (expresso em g/mol), multiplicado pelo volume da solução (V) (expresso em litros). Caso você utilize fórmula, anote aí:

Fórmula: M = M1 / MM . V

Mas também é possível resolver por regra de três, embora dê um pouquinho mais de trabalho, se comparado a modalidade de concentração anterior. Vamos resolver uma questão sobre esse tema?

Exercício 2: (UFSCAR-SP) Soro fisiológico contém 0,900 gramas de NaCℓ, massa molar = 58,5 g/mol, em 100 mL de solução aquosa. A concentração do soro fisiológico, expressa em mol/L, é igual a 

a) 0,009.         b) 0,015.         c) 0,100.         d) 0,154.         e) 0,900. 

Resolução:

Sendo M = M1 / MM . V, e substituindo com as informações presentes no enunciado, teremos:

M = 0,900 g / 58,5 g/mol . 0,1 L

M = 0,900 g / 5,85 g/mol.L 

M ~ 0,154 mol/L

Porcentagem

Nessa modalidade de concentração, temos uma relação entre o soluto e a solução, pelo ponto de vista da porcentagem. Essa relação pode ser através da porcentagem massa/volume (% m/v), massa/massa (% m/m) ou volume/volume (% v/v). O caminho mais utilizado para resolver essas questões, vem ser a famosa regra de três.

Vamos resolver uma questão sobre essa modalidade de concentração?

Exercício 3: (UEPC-SP) Um frasco existente no laboratório, apresenta o seguinte rótulo: 

HNO3(aq) 63% em massa

Com base no rótulo, calcule: 

a) Qual a interpretação do rótulo? 

b) A massa de soluto existente em 100 g de solução. 

c) A massa de água existente em 100 g de solução. 

d) As massas de água e ácido nítrico presentes em 500 g de solução.

Resolução:

a) Com base no rótulo, podemos interpretar que teremos 63 gramas do soluto a cada 100 gramas da solução, que vem ser 63% de massa do soluto/massa da solução.

b) 63 gramas

c) 100 gramas (solução) – 63 gramas (soluto) = X gramas de água

 X = 37 gramas de água

d) 100 gramas solução —– 63 gramas soluto

     500 gramas solução ——- X1

X1 = 315 gramas de soluto

500 gramas solução – 315 gramas de soluto = X2 gramas de água

X2 = 185 gramas de água

Partes por Milhão (PPM) e Partes por Bilhão (PPB)

Nessa modalidade, que é bastante parecida com a anterior, encaramos a relação entre a quantidade em partes de soluto a cada 1 milhão de partes do solvente (PPM) ou 1 bilhão de partes do solvente (PPB).

Vamos resolver uma questão sobre essa modalidade de concentração?

(UEPC-PC) Um alimento contendo mais que 0,05 ppm de Pb2+ (m/m) é impróprio para o consumo. A análise de uma amostra de morangos acusou 2 x 10-6 % em massa de Pb2+ . A amostra de morangos deve ou não ser confiscada? Justifique por meios de cálculos.

Resolução:

Sendo a concentração em porcentagem em massa equivalente a 2 x 10-6 % de Pb2+, podemos achar a concentração em partes por milhão (PPM), através de regra de três:

2 x 10-6 gramas soluto —— 100 gramas da solução (morango)

                              X1 ——- 1000000 gramas da solução (morango)

X1 = 0,02 gramas de soluto (proporcional a 1 milhão de gramas da solução – PPM)

Conclusão: se o alimento contém 0,02 ppm de Pb2+, e o limite é 0,05 ppm (com base na informação expressa em %), esse alimento não deve ser confiscado.

UMA DICA PRECIOSA

Gás Nobre, eu deixei para o final deste artigo uma dica preciosa: no link abaixo há uma aula minha contendo a elucidação da fórmula para calcular %, PPM e PPB, bem como a abordagem das demais concentrações. Além disso, também organizei outros artigos do blog, que tenho certeza que vão lhe ajudar bastante 😀

E aí, quer se aprofundar? Então não deixe de acessar:

Artigo 1: Soluções: o que você precisa saber

Artigo 2: Soluções: coeficiente de solubilidade e classificação das soluções

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