Soluções molares: conceito, preparação, exemplos - Ciência - 2023

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As soluções molares são todos aqueles cuja concentração de soluto é expressa em moles por litro de solução. Entenda por mol a unidade usada para medir a quantidade de uma substância que contém tantas partículas (6.022 · 10²³) na forma de átomos, moléculas ou íons, como átomos de carbono existem em 0,012 kg de carbono-12.

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

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

Em geral, essas soluções encontram-se nos mesmos laboratórios, onde é conveniente que a concentração do soluto seja expressa em termos de sua 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 para descrever esse processo.

Primeiro passo

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

Essas informações são encontradas em livros ou outras fontes de informação. Além disso, os recipientes de reagentes possuem uma etiqueta que contém todas as informações sobre suas características.

Segundo passo

Faça os cálculos necessários para preparar a solução molar desejada. Para isso, deve-se conhecer o volume do reagente a ser preparado, bem como sua massa molar ou peso molecular.

Ter esse conhecimento nos 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)

Sendo PM o peso molecular do soluto.

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

Queremos determinar quantos gramas de NaCl se dissolvem em um litro. Então, vamos resolver para 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 NaCl

Terceiro passo

Efetuar a pesagem do reagente em balança analítica ou de precisão, de forma que a quantidade de reagente pesada corresponda exatamente à calculada anteriormente para o preparo da solução molar.

Quarto passo

A quantidade de reagente pesada é colocada em um béquer, selecionando seu volume de acordo com o volume do reagente a ser preparado. Posteriormente, é adicionada água desionizada e a solução é agitada até que o reagente se dissolva na água.

Deve-se ter cuidado para não adicionar excesso de água, fazendo com que o volume da solução seja maior que o volume previamente ajustado, pois então a concentração da solução molar será menor que a necessária.

Quinto passo

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

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

Exemplos de soluções molares

Exemplo 1

Uma solução de cloreto de potássio (KCl) contém 20 g do 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 de KCl deve ser levada a gramas / l:

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

= 80 g / L

Então, a molaridade da solução é calculada em moles / litro:

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

= 80 g / L ÷ 74,5 g / mol

= 1,073

A solução preparada tem uma concentração de 1,073 mol / L, que também pode ser escrita como 1,073 M.

Exemplo 2

Um paciente tem uma concentração de glicose no plasma (C₆H₁₂OU₆) de 150 mg / 100 mL. Sabendo que a glicose tem 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, procedemos usando um fator de conversão:

mg / L glicose = (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 do peso molecular (g / mol) não possam ser eliminadas uma da outra. Esta dificuldade é resolvida expressando o peso molecular da glicose em mg / mmol, que é numericamente igual a g / mol:

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

= 1.500 mg / L ÷ 180 mg / mmol

= 8,33

O paciente, portanto, tem uma concentração de glicose plasmática (glicemia) de 8,33 mmol / L, que também pode ser considerada como sendo 8,33 mM.

Exemplo 3

Qual o volume de uma solução de sulfato de sódio (Na₂SW₄) 2 M pode ser preparado com 71 g do reagente, sabendo-se que o peso 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

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

284 g - 1 litro

71 g - 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

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (CENGAGE 8ª ed.). Aprendendo
Helmenstine, Todd. (11 de fevereiro de 2020). Como calcular a molaridade de uma solução. Recuperado de: Thoughtco.com
Os editores da Encyclopaedia Britannica. (2020). Solução. Recuperado de: britannica.com
Lab CE. (2020). O que é uma solução molar. Recuperado de: labce.com
William Adkins. (24 de abril de 2017). Como fazer soluções molares. Recuperado de: sciencing.com