Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Química
Ensino Médio, 2º Ano
Aspectos quantitativos das soluções
(frações molares, Título e densidade)
QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO
ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
Imagem : Leandro Maranghetti Lourenço/ GNU Free
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
É um aspecto muito importante a saber que,
nas práticas de química, as reações geralmente
ocorrem quando os reagentes estão em solução
e, como já foi visto, uma solução tem suas
propriedades ligadas a como é estabelecida a
proporção entre a quantidade de substância
dissolvida (soluto) e a quantidade da que a está
dissolvendo (solvente). Consequentemente,
para lidar com as soluções, devemos conhecer
essa proporção existente entre as quantidades
de soluto e solvente ou ainda de soluto e de
solução, através de processos de medição e
análise. A esse procedimento chamamos de
medir, ou quantificar a concentração das
soluções.
Existem diversas maneiras de determinar a
concentração de uma solução.
FONTE:http://crispassinato.wordpress.com/2008/06/18/fisicoquimica-e-iii-ufsc-concentracoes-de-solucoes/
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
Um exemplo bastante significativo da importância desses aspectos
quantitativos é o que está expresso nos rótulos de alimentos, remédios,
desinfetantes etc.
“Os rótulos dos alimentos são como uma bula de remédio”
O rótulo nutricional dos produtos alimentícios deve apresentar
informações como: nome do produto, lista de ingredientes em ordem
decrescente de quantidade, conteúdo líquido (em gramas ou mililitros),
medida caseira equivalente a porção, lote e prazo de validade,
identificação da origem do produto, valor calórico, carboidratos,
proteínas,
gorduras
totais,
gorduras
saturadas,
colesterol, fibra alimentar, cálcio, ferro e sódio.
gordura
trans,
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
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EXEMPLOS DE RÓTULOS DE ALGUNS PRODUTOS
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Pode
ser
gostoso,
mas
não
necessariamente
nutritivo. Quem não olha direito o rótulo daquilo que põe no
carrinho, corre o risco de ver o ponteiro da balança subir.
Mas não basta ler, é preciso entender o que está ali
impresso no rótulo para assim fazer a melhor escolha”.
FONTE:http://bbel.uol.com.br/qualidade-de-vida/post/rotulosde-alimentos-ler-entender-e-comparar.aspx
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
AS CONCENTRAÇÕES DAS SOLUÇÕES
Existem diferentes razões que podem ser estabelecidas entre as
quantidades de soluto, solvente e solução. Tais razões são denominadas
genericamente concentrações. As quantidades de soluto, solvente e solução
podem ser expressas em massa (g, kg etc.), em volume(mL, cm3, L, etc.), em
número de moles ou em número de equivalentes. Os tipos mais comuns de
concentração são:
1 - Título (T)
2- Fração molar (X)
3 - Densidade absoluta (d)
Utilizaremos o índice 1 para o soluto e o índice 2 para o solvente, enquanto
que para a solução não utilizaremos índice.
FONTE:www.eebfmazzola.pro.br/joomla/index.php?option=com...
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TÍTULO (TÍTULO EM MASSA)
Título é um número puro, isto é, sem unidade, e chamamos de
título de uma solução a razão estabelecida entre a massa do
soluto (m1) e a massa dessa solução (m), ambas medidas na
mesma unidade. Assim temos:
T1 = m1/ m1 + m2 (em relação ao soluto) ou T2 = m2/ m1 + m2
(em relação ao solvente)
Onde: m1 = massa do soluto; m2 = massa do solvente ; m = m1 +
m2 = massa da solução.
FONTE:www.eebfmazzola.pro.br/joomla/index.php?option=com...
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
O título também pode ser expresso em porcentagem
(P%) em massa do soluto na solução fazendo:
P1 = 100×T Assim, se o título de uma solução e 0,2,
isso significa que P1 = 100×0,2 = 20. Isso quer dizer que
a solução apresenta 20% em massa de soluto e,
evidentemente, 80% em massa do solvente.
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
EXERCÍCIO RESOLVIDO 1.
Uma solução é preparada dissolvendo-se 50 g de açúcar em
0,45 kg de água. Qual o título dessa solução e qual a
porcentagem em massa do soluto?
Resolução:
O açúcar e o soluto: m1 = 50g.
A água e o solvente: m2 = 0,45 kg = 450 g. T = 0,1
Logo: P1 = 100×T Þ P1 = 100×0,1 Þ p1 = 10% Resposta: 0,1 e
10% em massa do soluto.
T=
m1
m1 + m2
T=
50 g
50 g + 450g
=
50 g
500 g
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
EXERCÍCIO RESOLVIDO 2.
Uma solução contém 15 g de sal dissolvido em certa
quantidade de água. Calcular a massa da solução, sabendo que
ela contém 80% em massa de solvente.
Resolução:
O sal e o soluto: m1 = 15 g; A água e o solvente: 80%.
Como há 80% de solvente, os 20% restantes são de
soluto. Então: Este problema poderia também
ser resolvido com o auxilio das fórmulas:
p1 = 100T
20 = 100T
T = 20 = 0,2
Resposta: m = 75 g
T = m1
m
0,2 = 15
m
m = 15 = 75 g
0,2
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO EM SALA DE AULA
01. Calcular a porcentagem, em massa do soluto, de uma solução
formada, quando foram utilizados 40g de cloreto de sódio para
serem dissolvidos em 60g de água. R: 40%
02. Uma solução aquosa de hidróxido de sódio é preparada,
misturando-se 20g de soluto com 140g de solvente. Qual a
porcentagem, em massa, do soluto na solução? R: 12.5%
03.
(F.F.O.Diamantina-MG)
Quantos
gramas
de
água
são
necessários, a fim de preparar uma solução a 20% em peso,
usando 80g de soluto? R: 320g
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
04. (PUC-Camp-SP) Tem-se um frasco de soro glicosado, a 5%
(solução aquosa de 5% em massa de glicose). Para preparar 1 kg
desse soro, quantos gramas de glicose devem ser dissolvidos em
água? R: 50g
05. (E.E.Mauá-SP) Uma solução de um dado soluto foi preparada a
partir de 160g de água. Se o título da solução é 0,2, calcule a
massa do soluto. R: 40g
06. A análise revelou que um vinho contém 48 mL de álcool em
cada caneca de 300 mL. Qual o título em volume desse vinho? E
em porcentagem? R: 0,16 e 16%
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
07 - Uma solução foi preparada a partir de 160g de H2O e um soluto
qualquer. Se o título da solução é de 0,2. Calcule a massa do soluto e a
massa total da solução.
Resp. 40g e 200g
08 - Determine a porcentagem em massa do soluto de uma solução que
contém 75 g de nitrato de prata (AgNO3) dissolvidos em 425 g de água.
Resp. 15%
09 - 20 gramas de NaOH são dissolvidos em 36 gramas de água. Calcule o
título da solução e a porcentagem em massa do solvente.
Resp.35,7%
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
FRAÇÃO MOLAR (FRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA)
Fração molar é um número puro, isso é, sem unidades que
expressam a relação entre as partes e o todo de uma solução.
Para uma solução, são consideradas duas frações molares: a
fração molar do soluto e a fração molar do solvente.
A fração molar do soluto (x1 = n1/n = n1 + n2) é a razão
estabelecida entre o número de moles de moléculas do soluto
e o número total de moles de moléculas da solução.
A fração molar do solvente (x2 = n2/n = n1 + n2) é a razão
estabelecida entre o número de mols de moléculas do solvente
e o número total de mols de moléculas da solução.
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
Onde: n1 = número de mols do soluto; n2= número de
mols do solvente; x1 = fração molar do soluto; x2 =
fração molar do solvente; e n = n1 + n2 = número de
mols total da solução.
O número de mols pode ser calculado através da razão
massa por mol. Assim:
n1 = m1/ mol1 e n2 = m2/ mol2
Pode-se provar que para qualquer solução a soma das
frações molares (soluto e solvente) é igual a 1.
FONTE: http://w3.ufsm.br/juca/concentracoes.htm:
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
EXERCÍCIO RESOLVIDO 01.
(PUCC) Se dissolvermos 40 g de hidróxido de sódio em 162 g de água, a
quente, a fração molar do soluto será: Dados: Na = 23; O =16; H = 1
Dados: m1 = 40 g; m2 = 162 g
mol1 = 40 g; mol2 = 18 g
a) 0,2
de posse desses dados temos:
b) 0,02
c) 0,1
n1 = m1 / mol1 = 40:40 = 1
d) 0,01
n2 = m2 / mol2 = 162:18 = 9
e) n.d.a.
logo, x1 = n1/ n1 + n2 = 1/ 1 + 9 = 1/10 = 0,1
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
EXERCÍCIO RESOLVIDO 02 :
Em uma solução contém 18,0 g de glicose (C6H12O6), 24,0 g de ácido acético
(C2H4O2) e 81,0 g de água. Qual a fração molar de ácido acético na solução? ( C =
12 g/mol; H = 1 g/mol; O = 16 g/mol)
Cálculo da massa molar:
Fazendo uso da relação x1 = n1/ n1 + n2 + n3
Mol 1 = 6.12 + 12.1 + 6.16 = 180 g
temos x2 = 0,4 / 0,1 + 0,4 + 4,5 = 0,4 / 5 = 0,08
Mol 2 = 2.12 + 4.1 + 2.16 = 60 g
Mol 3 = 2.1 + 1.16 = 18 g
Cálculo do nº de mols:
n1 = m1 / Mol1 = 18 / 180 = 1/10 = 0,1
n2 = m2 / Mol2 = 24 / 60 = 0,4
n3 = m3 / Mol3 = 81 / 18 = 4,5
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EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO EM SALA DE AULA
01 - Uma solução contém 5 mols de moléculas de soluto dissolvidas em
20 mols de moléculas do solvente. Determine as frações molares do
soluto e do solvente.
Resp. X1 = 0,2 e X2 = 0,8
02 - São dissolvidos 12,6 g de ácido nítrico (HNO3) em 23,4 g de água.
Calcule as frações molares do soluto e do solvente dessa solução.
Resp. X1 = 0,133 e X2 = 0,866
03 - Em 356,4 g de água são dissolvidos 68,4g de sacarose (C12H22O11).
Determine as frações molares da sacarose e da água.
Resp. X1 = 0,01 e X2 = 0,999
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
04. Calcular as frações molares do soluto e do solvente em uma
solução que contém 117g de cloreto de sódio dissolvidos em
324g de água. R: 0,1 e 0,9
05.
(FURRN adaptado) Qual a fração molar do soluto e do
solvente de uma solução preparada tomando-se 3 mols de
glicose e 97 mols de água? R: 0,03 e 0,97
06.
Qual a fração molar do componente B numa mistura
contendo 4g de A (M=20g/mol) e 8,4g de B (M=28g/mol)? R: 0,6
07.(U.F.Fluminense-RJ) Uma solução contém 18g de glicose
(C6H12O6), 24,0g de ácido acético (C2H4O2) e 81,0g de água. Qual
a fração molar do ácido acético na solução? R: 0,08
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
08.
(Faap-SP) Uma solução aquosa de NaCl apresenta 11,7%
em peso de soluto. Determine as frações molares do soluto e do
solvente nessa solução. R: 0,0392 e 0,9608
09. Calcule as frações molares do ácido sulfúrico(H2SO4) e da
água (H2O), numa solução que foi preparada pela dissolução de
98 g de ácido sulfúrico em 162 g de água. R: 0,1 e 0,9
10. Uma solução contém 230 g de álcool comum (C2H5OH) e
360 g de água(H2O). Calcule as frações molares do álcool e da
água na solução.
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DENSIDADE ABSOLUTA
Densidade absoluta (d) de uma solução é a razão estabelecida
entre a massa e o volume dessa solução :
Podemos expressar matematicamente essa relação da seguinte
d = m/v
forma:
Onde: m = massa da solução; V = volume da solução; d =
densidade absoluta da solução.
A densidade de uma solução geralmente é expressa nas unidades
usuais de massa e volume; por exemplo, se a densidade de uma
solução é de 200 g/L, isso significa que cada litro da solução
apresenta massa de 200 g.
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
EXERCÍCIO RESOLVIDO 01:
Calcular a densidade absoluta em g/cm3 e em g/L de uma
solução que apresenta massa de 50 g e volume de 200 cm3.
Resolução: em g/cm3: d = m/v = 50 g/ 200 cm3 = 0,25 g/cm3
em g/L: d = m/v = 50 g/ 0,2 L = 0,25 g/cm3 =
250 g/L
Resposta:
d = 0,25 g/cm3 ou d = 250 g/L.
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
EXERCÍCIO RESOLVIDO 02:
A densidade absoluta de uma solução é 1,2 g/cm3. Calcule o
volume ocupado, sabendo que a massa da solução é 48g.
m1 = 48 g
d = 1,2 g/cm3
Resolução: de d = m/v obtemos que:
v = m/d = 48 g/ 1,2 g/cm3 = 40 cm3
Resposta: 40 cm3
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO EM SALA DE AULA
1) Uma solução apresenta massa de 30 g e ocupa um volume
de 45 cm3 . Qual é a densidade absoluta dessa solução?
2) A densidade absoluta de uma solução é 1,2 g / cm3. Calcule o
volume ocupado por essa solução, sabendo que a massa da
solução é 48g.
3) A massa de uma solução é 85 g. Calcule o volume dessa
solução, que apresenta uma densidade de 2,7 g/ cm3
4) A densidade de uma solução é 0,8 g/L. Determine a massa
dessa solução, que apresenta um volume de 700 cm3.
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
QUESTÕES DE VESTIBULAR
01. (UFRGS) O soro fisiológico é uma solução aquosa que contém 0,9 % em massa
de NaCℓ. Para preparar 200 mL dessa solução, a quantidade necessária de NaCℓ é
de aproximadamente:
a) 0,45 g b) 1,8 g
c) 0,09 mol d) 0,18 mol e) 10,6 g.
b) 02 . (UFF-RJ) Dissolve-se 4,6 g de NaCl em 500 g de água “pura”, fervida e
isenta de bactérias. A solução resultante foi usada como soro fisiológico na
assepsia de lentes de contato. Assinale a opção que indica o valor aproximado
da porcentagem, em peso, de NaCl existente nesta solução.
a) 0,16%
b) 0,91% c) 0,32%
d) 2,30%
e) 0,46%
03. (UFBA) Uma solução de densidade igual a 1,2 g/mL é formada pela dissolução
de 10 g de um sal em 290 g de H2O. Calcule, em g/L, a concentração desse sal;
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04. (Fuvest-SP) Em uma indústria, um operário misturou, inadvertidamente,
polietileno (PE), policloreto de vinila (PVC) e poliestireno (PS), limpos e moídos.
Para recuperar cada um destes polímeros, utilizou o seguinte método de
separação: jogou a mistura em um tanque contendo água (densidade = 1,00 g/cm3),
separando, então, a fração que flutuou (fração A) daquela que foi ao fundo (fração
B). Depois, recolheu a fração B, secou-a e jogou-a em outro tanque contendo
solução salina (densidade = 1,10g/cm3), separando o material que flutuou (fração
C) daquele que afundou (fração D). (Dados: densidade na temperatura de trabalho
em g/cm3: polietileno = 0,91 a 0,98; poliestireno = 1,04 a 1,06; policloreto de vinila =
1,5 a 1,42).
As frações A, C e D eram, respectivamente:
a) PE, PS e PVC b) PS, PE e PVC c) PVC, PS e PE d) PS, PVC e PE e) PE, PVC e
PS
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
05. (ENCE-UERJ-Cefet-UFRJ) Para a prevenção de cáries, em substituição à
aplicação local de flúor nos dentes, recomenda-se o consumo de "água
fluoretada". Sabendo que a porcentagem, em massa, de fluoreto de sódio
na água é de 2 · 10–4 %, um indivíduo que bebe 1 litro dessa água,
diariamente, terá ingerido uma massa desse sal igual a: (densidade da água
fluoretada: 1,0 g/mL)
a)
2 · 10–3 g.
b)
3 · 10–3 g.
c)
4 · 10–3 g.
d)
5 · 10–3 g.
e)
6 · 10–3 g.
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ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES
REFERÊNCIAS DA INTERNET
http://www.profjoaoneto.com.br/fisicoq/solucoes1.htm: acessado em 02/07/2012
http://www.coladaweb.com/exercicios-resolvidos/exercicios-resolvidos-de-quimica/solucoes-quimicas: acessado em 02/07/2012
http://www.cetes.com.br/professor/quimica_12011/modulo1/fisico_quimica_a.pdf: acessado em 02/07/2012
http://pt.scribd.com/doc/3624054/Quimica-PreVestibular-Impacto-Concentracao-Comum-e-Densidade : acessado em 06/07/2012
http://exercicios.brasilescola.com/quimica/exercicios-sobre-densidade.htm: acessado em 06/07/2012
http://bbel.uol.com.br/qualidade-de-vida/post/rotulos-de-alimentos-ler-entender-e-comparar.aspx: acessado em 06/07/2012
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Dorgan/ GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_ 28/08/2012
fluoride.JPG
Itayba/Disponibilizada por Matanya/ GNU http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Iv128/08/2012
Free Documentation License
07_014.jpg