Concentração de soluções: molaridade, porcentagem, diluição

Qual unidade de concentração usar

A molaridade, mols de soluto por litro de solução, domina no laboratório porque os reagentes são tomados por volume e os coeficientes das reações são razões entre mols. Ela tem um defeito: o volume de um líquido muda com a temperatura, então uma solução 1 M a 20 °C não é exatamente 1 M a 60 °C. É por isso que os cálculos termodinâmicos preferem a molalidade, que divide pela massa de solvente e não é afetada pela temperatura.

As porcentagens são usadas quando não é preciso conhecer a substância em nível molecular. A porcentagem em massa é a dos rótulos de alimentos e dos reagentes comerciais; a porcentagem massa/volume, gramas por cem mililitros, é o soro fisiológico a 0,9%; a porcentagem em volume é o teor alcoólico. As partes por milhão entram quando as porcentagens exigiriam zeros demais, como nas análises de água.

A diluição é de longe o cálculo mais frequente, e se apoia em uma única observação: acrescentar solvente não muda os mols de soluto. Daí sai M₁V₁ = M₂V₂, em que os dois produtos são os mesmos mols antes e depois. A pergunta prática quase nunca é a que concentração se chega, mas quanto solvente acrescentar: é a diferença entre os dois volumes, mostrada abaixo do resultado.

Erros frequentes

Usar o volume de solvente em vez do volume da solução na molaridade: dissolver um mol em um litro de água não dá uma solução 1 M, porque o volume final passa de um litro. Completa-se até o volume, não se acrescenta um litro.
Deixar o volume em mililitros: a molaridade precisa de litros. Duzentos e cinquenta mililitros são 0,25 L, e esquecer isso erra a resposta por um fator de mil.
Confundir molaridade com molalidade: a primeira divide pelo volume da solução em litros, a segunda pela massa de solvente em quilogramas. Em soluções aquosas diluídas os valores são parecidos, o que torna o erro difícil de perceber.

Perguntas frequentes

Como se calcula a molaridade de uma solução?

Divida os mols de soluto pelos litros de solução: M = n/V. Se você tem gramas em vez de mols, divida antes a massa pela massa molar. Atenção: o volume é o da solução pronta, não o do solvente acrescentado.

Como se usa a fórmula M₁V₁ = M₂V₂?

Multiplique a concentração inicial pelo volume inicial e divida pelo volume final para obter a concentração depois da diluição. O solvente a acrescentar é a diferença V₂ − V₁.

Qual a diferença entre % m/m e % m/v?

A primeira são gramas de soluto por cem gramas de solução, a segunda gramas por cem mililitros. Elas só coincidem quando a densidade da solução é de um grama por mililitro, ou seja, em soluções aquosas muito diluídas.

Quanto vale 1 ppm?

Uma parte em um milhão, ou seja, um miligrama de soluto por quilograma de solução, ou de modo equivalente um miligrama por litro em soluções aquosas diluídas. Corresponde a 0,0001%.

Como funciona este cálculo

Molaridade: M = n/V, com n em mols e V em litros de solução. A partir dos gramas: M = m/(M·V). Molalidade: b = n/kg de solvente. Porcentagem em massa: % m/m = (massa de soluto / massa da solução) × 100. Porcentagem massa/volume: % m/v = (g de soluto / mL de solução) × 100. Porcentagem em volume: % v/v = (volume de soluto / volume da solução) × 100. Partes por milhão: ppm = (massa de soluto / massa da solução) × 10⁶, igual a % × 10⁴. Diluição: M₁V₁ = M₂V₂, então M₂ = M₁V₁/V₂; o solvente a acrescentar é V₂ − V₁ e o fator de diluição é V₂/V₁.

Tabela periódica

Todos os 118 elementos, com busca por nome, símbolo ou número atômico, cada um com a sua ficha completa.

Massa molar

Massa molar a partir da fórmula química, com a composição percentual.

Mols

Conversão entre gramas, mols, partículas e volume de gás.

pH e pOH

pH, pOH e as concentrações dos íons H⁺ e OH⁻.