A diluição é um processo fundamental na química, sendo amplamente utilizada em laboratórios, indústrias e até mesmo no dia a dia. É o processo de redução da concentração de uma solução sem alterar a quantidade de soluto.
Procedimentos como a diluição em série são úteis para obter concentrações progressivamente menores, aplicada em microbiologia e análises químicas. Técnicas laboratoriais exigem precisão e segurança, incluindo o uso correto de vidrarias e equipamentos de proteção.
Neste texto, vamos conhecer melhor os princípios das soluções, a definição de diluição, os cálculos envolvidos, a diluição em série e as técnicas laboratoriais associadas. Acompanhe abaixo.
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Conceitos básicos de soluções
Soluções são misturas de duas ou mais substâncias que apresentam um único aspecto, ou seja, são materiais homogêneos. Ela é formada pelo soluto, que é a substância dissolvida, e pelo solvente, que é o meio no qual o soluto se dissolve.
Um exemplo prático de solução é a mistura de água com uma pequena quantidade de sal, onde o sal é o soluto e a água o solvente. No entanto, as soluções não se restringem ao estado líquido e podem ser classificadas conforme o estado físico dos componentes:
- Sólidas: como ligas metálicas, a exemplo do aço (ferro e carbono);
- Líquidas: como água com açúcar ou bebidas alcoólicas; e
- Gasosas: como o ar atmosférico, que é uma mistura de gases.
A diluição é mais comum em soluções líquidas, pois permite ajustar a concentração sem alterar a quantidade de soluto. A concentração expressa a quantidade de soluto em uma solução, podendo ser medida de diferentes formas, como:
- Concentração Comum (g/L): massa de soluto por volume de solução;
- Concentração em Volume (%): usada para misturas de líquidos, como álcool em gel; e
- Concentração em Quantidade de Matéria (molaridade, mol/L): expressa a quantidade de soluto em mol por litro de solução.
Quando uma solução é diluída, a concentração diminui, mas a quantidade total de soluto permanece inalterada.
+ Veja também: O que cai de Soluções Químicas no Enem?
O processo de diluição
A diluição consiste na obtenção de uma solução de menor concentração devido ao aumento da proporção de solvente na mistura. Esse processo é amplamente utilizado em laboratórios, na indústria e em aplicações do cotidiano.
Durante a diluição, as partículas do soluto se dispersam em um volume maior de solvente. Por exemplo, imagine que 50 g de açúcar sejam dissolvidos em 300 mL de água e, em seguida, essa solução seja despejada em 1 litro de água.
No caso citado, a massa de açúcar continua sendo 50 g, mas a concentração diminui. Esse princípio é a base da diluição: a quantidade de soluto permanece a mesma, apenas se espalha em um volume maior.
Algumas situações comuns de diluição incluem:
- Preparo de sucos de fruta: ao adicionar água a um suco concentrado, reduzimos sua intensidade de sabor e cor;
- Adição de água ao café: um café muito forte pode ser diluído com mais água; e
- Diluição de produtos de limpeza: muitos produtos são vendidos concentrados e devem ser diluídos antes do uso.
Como calcular uma diluição
Sabemos que a concentração é a relação da massa de soluto (ms) pelo volume da solução (Vs), ou seja, para uma solução inicial temos:
Já para a solução final temos:
Como a massa de soluto (ms) se mantém constante, podemos relacionar volume e concentração iniciais e finais:
Onde:
- Ci é a concentração inicial da solução,
- Vi é o volume inicial da solução,
- Cf é a concentração final após a diluição,
- Vf é o volume final da solução.
A fórmula da diluição pode ser aplicada a diferentes unidades de concentração, como g/L, mol/L e %. A conversão entre unidades pode ser necessária para a resolução correta dos cálculos.
Exemplos de cálculos:
- Cálculo da concentração final: Se 200 mL de uma solução 2 mol/L forem diluídos para 500 mL, qual será a nova concentração?
- Cálculo do volume de solução inicial: Qual volume de uma solução 5 g/L deve ser usado para preparar 1 L de solução 1 g/L?
- Cálculo do volume de solvente adicionado: Uma solução de 500 mL contendo 2 mol/L de ácido clorídrico (HCl) precisa ser diluída para uma concentração de 0,5 mol/L. Qual o volume de solvente (água) que deve ser adicionado para atingir essa nova concentração?
Diluição em série
A diluição em série consiste em realizar sucessivas diluições de uma solução inicial para obter concentrações progressivamente menores. O objetivo é reduzir gradualmente a concentração do soluto em relação ao diluente.
Esse método é muito útil quando se deseja obter soluções extremamente diluídas. Em cada etapa é utilizada a diluição anterior como fonte da subsequente e todas mantêm o mesmo fator de diluição. Por exemplo, em uma diluição 1/2, o fator é 2, resultando em 1/4, 1/8, 1/16 e assim por diante.
Esse tipo de diluição é usado em laboratórios químicos para preparar soluções padrão na calibração de equipamentos. Na microbiologia, aplica-se à diluição de amostras para contagem de colônias e, em análises clínicas, para a diluição de amostras sanguíneas para exames.
Diluição na prática
Para o preparo de soluções deve-se pesar ou medir o soluto, dissolvê-lo em pequena quantidade de solvente em um béquer e transferir quantitativamente para um balão volumétrico. Além disso, completar o volume com solvente, homogeneizar, padronizar, se necessário, e armazenar em recipientes adequados e rotulados.
A diluição exige materiais de laboratório específicos para garantir precisão. Pipetas volumétricas são utilizadas para medir volumes exatos de soluções, enquanto balões volumétricos permitem a preparação de soluções com volumes precisos. Já provetas e béqueres são empregados em medições menos rigorosas.
Ao manusear soluções químicas, é essencial adotar medidas de segurança, como o uso de EPIs (luvas, jaleco e óculos de proteção), a adição de ácidos à água para evitar reações violentas e o manuseio cuidadoso de substâncias concentradas, como ácidos fortes e bases.
Questão sobre diluição no vestibular
FPS PE (2017)
A cefalotina, C16H16N2O6S2, é um antibiótico que possui ação bactericida, sendo utilizada em infecções variadas, incluindo a meningite. Um auxiliar de enfermagem precisa administrar 50,0 mL de uma solução de cefalotina 6,0·10–2 mol·L–1 em um paciente, e a enfermaria só dispõe de ampolas de 20 mL com concentração igual a 0,25 mol·L–1 de cefalotina. Calcule o volume de cefalotina 0,25 mol·L–1 que deve ser aspirado da ampola para administrar a dosagem prescrita.
A) 10 mL
B) 12 mL
C) 14 mL
D) 16 mL
E) 18 mL
Alternativa correta:
B
Para preparar 50,0 mL de uma solução com concentração de 6,0·10-2 mol/L, a partir de uma solução de 0,25 mol/L é necessária uma quantidade inicial de:
Ci . Vi = Cf . Vf
0,25 mol/L⋅ Vi = 6,0 . 10-2 . 50, 0 mL
Vi = 12 mL
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