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.

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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.

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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.

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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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