A concentração molar é uma medida química que relaciona a quantidade de soluto distribuída no volume da solução. Esse valor é concedido em mols por litro e pode ser útil para a realização de exercícios de vestibulares.
No artigo abaixo, será apresentado um resumo sobre concentração molar, as fórmulas envolvidas e aplicações do conceito. Além disso, acompanhe a resolução de exercícios de vestibulares que cobrem o assunto, tanto de uma maneira mais simples, como em questões mais complexas. Vamos lá?
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Conceitos para concentração molar
Representada por M, a concentração molar também pode ser chamada de molaridade. O conceito diz respeito à distribuição dos mols de uma substância em torno do volume, em litros, de um solvente qualquer. Antes de conhecer as fórmulas e definições para a molaridade, vamos relembrar algumas definições importantes.
O que é mol?
O mol é a unidade que indica a quantidade de uma substância. Essa medida faz parte de uma padronização que leva em consideração os átomos de carbono-12, da seguinte forma:
O valor de um mol é igual ao número de moléculas presentes em 0,12 kg de átomos de carbono-12. Com os cálculos adequados, chegou-se à conclusão de que 1 mol equivale a aproximadamente 6.1023 átomos de um elemento qualquer.
Nesse sentido, o mol é um conjunto de entidades químicas, uma ferramenta que facilita os cálculos estequiométricos, o balanceamento químico e as manipulações matemáticas de reações químicas.
O que é uma solução química?
Uma solução química é uma mistura de duas ou mais substâncias que apresentam caráter homogêneo. Por exemplo, quando juntamos meia colher de açúcar em 3 litros de água, os grânulos açucarados desaparecem no meio — isso representa o aspecto homogêneo e classifica a mistura como uma solução.
Todas as soluções são compostas por solutos e solventes. Solvente é o material utilizado para diluir um material químico, enquanto que Soluto é toda a substância que é adicionada no meio para ser misturada.
A partir do exemplo já citado, o açúcar seria o soluto enquanto a água é solvente. Em geral, os solventes são mais volumosos na mistura, do que a quantidade de soluto adicionada.
Veja também: Química geral: o que é e principais assuntos
Fórmula da concentração molar
A concentração molar (M) é fornecida por meio da razão entre o número de mols de soluto presentes na solução, sobre o volume do solvente, em litros.
M = número de moles de soluto / volume do solvente em litros
Para conseguir o resultado dessa fórmula, em geral, é necessário utilizar uma tabela periódica para determinar o número de mols em x gramas da substância.
Isso acontece porque as questões de vestibular costumam relacionar a quantidade de massa com o valor de moles e, só então, pedir dados sobre a solução química. Vamos resolver exercícios para esclarecer esse processo.
(Fuvest-SP) A concentração de íons fluoreto em uma água de uso doméstico é de 5,0 · 10–5 mol/litro. Se uma pessoa tomar 3,0 litros dessa água por dia, ao fim de um dia, a massa de fluoreto, em miligramas, que essa pessoa ingeriu é igual a: (massa molar do fluoreto: 19,0 g/mol)
a) 0,9.
b) 1,3.
c) 2,8.
d) 5,7.
e) 15.
O primeiro passo é reconhecer que cada litro da solução possui 5.10-5 mols de íons fluoreto. A partir disso, vamos fazer uma regra de três simples para determinar quantos mols de íons a pessoa ingere, ao tomar 3 litros dessa água.
1 litro —– 5.10-5 mols de F–
3 litros -— x mols de F–
3.5.10-5 = x
x = 15.10-5
x = 1,5.10-4 mols de F–
Agora, precisamos entender qual a massa de fluoreto contida em 1,5.10-4 mols da substância. Com o dado da tabela periódica fornecida no enunciado, que cada mol de fluoreto tem 19 g, desenvolvemos uma nova regra de três:
1 mol de F– —– 19 gramas
1,5.10-4 mols de F —– y gramas
y.1 = 19.1,5.10-4
y = 28,5.10-4
y = 2,85.10-3
Como o enunciado pede a resposta em miligramas, substitui-se o 10-3 por “m” e teremos que y = 2,85 mg, conforme alternativa c.
Unicamp – A substância química sacarose (C12H22O11) é comumente conhecida como açúcar. Para adoçar uma xícara de café, usam-se em média 7 g de sacarose. Supondo que o volume final do café adoçado seja 50 mL, calcule a concentração molar, aproximada do açúcar no café.
Esse segundo exercício da Unicamp traz uma proposta diferente da anterior. Neste caso, é necessário utilizar os dados da tabela periódica para saber qual a massa dos átomos que compõem a sacarose e, a partir disso, continuar a resolução. Vamos resolvê-lo juntos, passo a passo!
Massa da sacarose = 12 átomos de carbono + 22 átomos de hidrogênio + 11 átomos de oxigênio
Conforme a tabela periódica:
Massa do carbono = 12 g/mol
Massa do hidrogênio = 1 g/mol
Massa do oxigênio = 16 g/mol
Massa da sacarose = 12.12 + 22.1 + 11.16
Massa da sacarose = 144 + 22 + 176
Massa da sacarose = 342 gramas/mol
Como o exercício pede a concentração molar, precisamos saber qual a quantidade de mols de sacarose presentes em 7 gramas da substância. Para isso, lançamos mão de uma regra de três, novamente:
1 mol de sacarose —— 342 gramas
z mols de sacarose —— 7 gramas
1.7 = 342.z
z = 7/342
z = 0,02 mols de sacarose
O exercício deixa claro que esses 0,02 mols de sacarose serão dissolvidos em 50 ml de café. Como a concentração molar é fornecida com o volume na ordem dos litros, é preciso converter 50 ml em litros.
1 litro —— 1000 ml
w litros —— 50 ml
w = 50/1000
w = 5.10-2 L
Com o número de mols (z = 0,02) e o volume (w = 5.10-2) encontrados e devidamente convertidos, utiliza-se a fórmula da molaridade para concluir a questão:
M = número de moles de soluto / volume do solvente em litros
M = 0,02/5.10-2
M = 0,4 mols por litro
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