Soluções molares: conceito, preparação, exemplos

Soluções molares: conceito, preparação, exemplos

As soluções molares são todas aquelas cuja concentração do soluto é expressa em moles por litro de solução. Entenda por mole a unidade usada para medir a quantidade de uma substância que contém ambas as partículas (6.022 · 10 23 ) na forma de átomos, moléculas ou íons, pois existem átomos de carbono em 0,012 kg de carbono-12.

Uma solução, por outro lado, é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias. A substância encontrada na menor proporção é conhecida como soluto, enquanto o solvente é a substância encontrada na maior proporção. Ambos os componentes podem ser encontrados como sólidos, líquidos ou gases.

Em soluções molares, a massa molar ou o peso molecular é usado para transformar a expressão da concentração de uma solução, de gramas / litro, em moles / litro. A expressão moles / l é frequentemente substituída pela letra “M” nessas soluções.

Geralmente, essas soluções são encontradas nos mesmos laboratórios, onde é conveniente ter a concentração do soluto expressa em termos de molaridade. Assim, por exemplo, sabe-se quais ácidos são mais concentrados observando suas respectivas molaridades: 0,01 M, 12 M, etc.

Preparação de soluções molares

Como essas soluções são preparadas? Uma série de etapas será seguida abaixo para descrever esse processo.

Primeiro passo 

Procure as características do reagente, como a massa atômica ou molar do elemento ou composto com o qual a solução deve ser preparada. Também deve ser conhecido se o reagente é anidro (livre de água) ou seu grau de hidratação, bem como o grau de pureza, etc.

Esta informação é encontrada em livros ou outras fontes de informação. Além disso, as embalagens de reagentes possuem um rótulo que contém todas as informações sobre suas características.

Segundo passo

Realize os cálculos necessários para preparar a solução molar desejada. Para isso, é necessário conhecer o volume do reagente a ser preparado, bem como sua massa molar ou peso molecular.

Ter esse conhecimento permite calcular os gramas de reagente necessários para preparar a solução molar. Uma maneira simples de calcular a molaridade (moles / L) de uma solução é aplicando a seguinte fórmula:

Molaridade (moles / L) = concentração de soluto (g / L) ÷ PM (g / mol)

PM sendo o peso molecular do soluto.

Por exemplo, se você deseja fabricar 1 litro de uma solução de cloreto de sódio 5M: quanto você precisa usar, sabendo que o peso molecular ou a massa molar de NaCl é de 58,5 g / mol?

Queremos determinar quantos gramas de NaCl se dissolverão em um litro. Vamos então limpar, g / L:

Molaridade (moles / L) = concentração de soluto (g / L) ÷ PM (g / mol)

g / L NaCl = peso molecular (g / mol) x molaridade (mol / L)

= (58,5 g / mol) x (5 mol / L)

= 292,5 g de NaCl

Terceiro passo

Pesar o reagente em uma balança analítica ou de precisão, de modo que a quantidade de reagente pesada corresponda exatamente à calculada anteriormente para preparar a solução molar.

Quarto passo

Coloque a quantidade de reagente pesada em um copo, selecionando o volume de acordo com o volume do reagente que você deseja preparar. Subsequentemente, é adicionada água desionizada e a solução é agitada até o reagente ser dissolvido na água.

Você deve tomar cuidado para não adicionar excesso de água, tornando o volume da solução maior que o volume definido anteriormente, pois a concentração da solução molar será menor do que o necessário.

Quinto passo

Uma vez dissolvido o reagente, o conteúdo do copo é vertido, de preferência em um balão volumétrico, e a água é adicionada até que a capacidade seja atingida.

Finalmente, a solução é transferida para um recipiente adequado, rotulado de forma a conter todas as informações convenientes sobre a solução molar. Isso ajudará a identificá-lo durante as atividades do laboratório.

Exemplos de soluções molares

Exemplo 1

Uma solução de cloreto de potássio (KCl) contém 20 g de sal em 250 mL de solução. Sabendo que o peso molecular do KCl é 74,5 g / mol: qual é a molaridade da solução?

A concentração do KCl deve ser aumentada para gramas / l:

g / L de KCl = (20 g) x (1.000 mL / 250 mL)

= 80 g / L

Em seguida, procedemos ao cálculo da molaridade da solução em moles / litro:

moles / L = (g / L) weight peso molecular (g / mol)

= 80 g / L ÷ 74,5 g / mol

= 1.073

A solução preparada possui uma concentração de 1.073 mol / L, que também pode ser escrita como 1.073 M.

Exemplo 2

Um paciente tem uma concentração plasmática de glicose (C 6 H 12 O 6 ) de 150 mg / 100 mL. Sabendo que a glicose tem um peso molecular de 180 g / mol: qual será a concentração plasmática de glicose expressa em mmol / L?

Expresse a concentração de glicose em mg / L. Para fazer isso, continuamos usando um fator de conversão:

glicose mg / L = (150 mg / 100 mL) x (1.000 mL / 1 L)

= 1.500

O cálculo da molaridade da solução de glicose tem a dificuldade de que as unidades da concentração de açúcar (mg / L) e as do peso molecular (g / mol) não possam se eliminar. Essa dificuldade é resolvida expressando o peso molecular da glicose em mg / mmol, que numericamente é o mesmo que g / mol:

mmol / L = mg / L weight peso molecular (mg / mmol)

= 1.500 mg / L ÷ 180 mg / mmol

= 8,33

Portanto, o paciente possui uma concentração plasmática de glicose (glicemia) de 8,33 mmol / L, que também pode ser considerada de 8,33 mM.

Exemplo 3

O volume de uma solução de sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ) 2 M pode ser preparado com 71 g de reagente, sabendo que a massa molecular do sulfato de sódio é de 142 g / mol?

Vamos primeiro encontrar a concentração do soluto na solução, expressa em g / L:

g / L = molaridade (moles / L) x peso molecular (g / mol)

= 2 moles / L x 142 g / mol

= 284

Portanto, para preparar uma solução de 1 litro de sulfato de sódio 2M, são necessários 284 g do reagente. Mas, na realidade, temos 71 g, portanto o volume teria que ser menor que um litro. Para resolver isso, podemos aplicar uma regra simples de três:

284 g – 1 litro

71 g – x x litro

x = (71 g) x (1 L / 284 g)

x = 0,25 L

Com 71 g de sulfato de sódio, 250 mL de uma solução 2 M podem ser preparados.

Referências

  1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chemistry . (CENGAGE 8a ed.). Aprendendo
  2. Helmenstine, Todd. (11 de fevereiro de 2020). Como calcular a molaridade de uma solução. Recuperado de: thoughtco.com
  3. Os editores da Encyclopaedia Britannica. (2020). Solução. Recuperado de: britannica.com
  4. Lab CE. (2020). O que é uma solução Molar. Recuperado de: labce.com
  5. William Adkins. (24 de abril de 2017). Como fazer soluções molares. Recuperado de: sciencing.com

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