Mistura de soluções de solutos diferentes que não reagem

Entender a mistura de soluções com solutos diferentes que não reagem é essencial para o domínio da química de soluções. Tema fundamental para áreas como saúde, meio ambiente e indústria e que permite prever corretamente as propriedades da solução final.

A principal característica desse tipo de mistura é que cada soluto mantém sua identidade química, sem interações entre si. As quantidades (em massa ou mols) são conservadas, e os cálculos de concentração seguem regras simples, porém específicas.

Neste texto, você vai aprender como calcular a concentração final de cada soluto em misturas sem reação química, como lidar com unidades diferentes e aplicar o conceito em contextos práticos. Acompanhe abaixo.

O novo cenário da mistura

O primeiro ponto a ter em mente, neste caso, é que as soluções misturadas contêm substâncias diferentes dissolvidas. Um exemplo clássico seria misturar uma solução de cloreto de sódio (NaCl) com uma solução de sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁).

Apesar da mistura, os solutos não reagem entre si. Diante disso, não formam produtos diferentes, não se decompõem nem provocam mudanças químicas uns nos outros. Logo, não ocorre precipitação, formação de gás, variação de cor ou liberação de calor.

A mistura é puramente física, e pode ser interpretada como um processo de diluição. Assim, existirá a convivência das substâncias no mesmo solvente (geralmente a água).

O princípio por trás do cálculo

Como não há reação química, cada soluto se comporta como se estivesse sozinho na solução. A quantidade de cada substância dissolvida não muda após a mistura. Assim, a massa (em gramas) ou o número de mols de cada soluto permanece igual ao que havia inicialmente.

Apesar disso, existe alteração no volume que, por convenção, é a soma dos volumes das soluções misturadas. Dessa forma, assume-se que os volumes são aditivos (ou seja, não há contração significativa ao misturar os líquidos).

Como calcular a concentração final de cada soluto

Para cada soluto presente na mistura, os cálculos devem ser feitos de forma independente, seguindo o mesmo raciocínio.

A) Concentração em massa (g/L)

Para o Soluto A:

• Onde m_A,inicial é a massa total do Soluto A nas soluções misturadas;
• E V_total ​ é o volume final da mistura.

A massa m_A,inicial ​ pode ser calculada usando a concentração inicial da solução que contém A:

Obs.: Utilize unidades compatíveis: g/L e L.

B) Concentração molar (mol/L)

Para o mesmo Soluto A, se quisermos a concentração molar:

• Onde n_A,inicial é o número de mols do soluto A somado das soluções misturadas.

O número de mols também vem da multiplicação da molaridade pela quantidade de solução:

Volume total da mistura

Para obter o volume total da mistura basta somar os volumes de todas as soluções utilizadas.

Obs.: Todas as medidas devem estar na mesma unidade (geralmente em litros).

Passo a passo para resolver questões

O processo para a resolução de questões desse tipo pode ser esquematizado em 4 passos:

• Passo 1: Identifique os solutos presentes nas soluções misturadas;
• Passo 2: Para cada soluto, calcule a massa (em g) ou o número de mols (mol) presente em sua(s) solução(ões);
• Passo 3: Some os volumes das soluções misturadas para obter o V_total; e
• Passo 4: Divida a quantidade total de cada soluto por V_total para achar a concentração final (em g/L ou mol/L).

Exemplo: considere a mistura de uma solução de NaCl 2,0 mol/L (100 mL), representando um sal comum, com uma solução de glicose (C₆H₁₂O₆) 1,0 mol/L (200 mL), um açúcar amplamente utilizado em meio biológico.

Passo 1 – Identificação dos solutos

• Solução 1: NaCl;
• Solução 2: Glicose

Passo 2 – Calcular os mols de cada soluto.

• NaCl: n = 2,0 ⋅ 0,1 = 0,2 mol
• Glicose: n = 1,0 ⋅ 0,2 = 0,2 mol

Passo 3 – Somar os volumes.

V_total=100 mL+ 200 mL= 300 mL= 0,3 L

Passo 4 – Calcular as molaridades finais.

• NaCl

• Glicose

Assim, na solução final temos:

• [Na⁺] = 0,67 mol/L
• [Cl⁻] = 0,67 mol/L
• [Glicose] = 0,67 mol/L

Obs.: Se as soluções misturadas tiverem unidades diferentes, é necessário unificá-las para que os cálculos façam sentido. Por exemplo:

• Se uma solução está em mol/L e você quer a concentração final em g/L, converta os mols em gramas (usando a massa molar do soluto).
• Se estiver em % m/v, converta para g/L sabendo que 1% m/v = 1 g de soluto em 100 mL = 10 g/L.

Concentração total de substâncias dissolvidas

Além das concentrações individuais, às vezes é necessário saber a concentração total de substâncias dissolvidas. A partir disso é possível prever propriedades coligativas como pressão osmótica ou ponto de ebulição.

Essa concentração pode ser expressa como:

Ou, se estivermos tratando de molaridade:

Isso representa a quantidade total de partículas dissolvidas por litro de solução — útil em contextos físicos e biológicos.

+ Veja também: Mistura de soluções de mesmo soluto: fórmulas e definição

Aplicações práticas

A mistura de soluções e os cálculos apresentados são amplamente utilizados em diversos contextos como:

• Preparos laboratoriais: como meios de cultura, onde diferentes nutrientes são dissolvidos separadamente e misturados sem interação química entre eles.
• Farmácia e indústria: como na formulação de xaropes ou soluções contendo múltiplos fármacos ativos que não reagem entre si.
• Alimentos e bebidas: como refrigerantes com açúcar, sais minerais e outros componentes dissolvidos.

Questão do Vestibular

UFRGS (2020)

Uma solução é preparada misturando-se 40,00 mL de NaOH de concentração 0,30 mol L⁻¹ e 60,00 mL de KOH 0,20 mol L⁻¹.  As concentrações molares de íons Na⁺, K⁺ e OH⁻ na solução resultante serão, em mol L⁻¹, respectivamente,

A) 0,012; 0,012 e 0,024.
B) 0,04; 0,06 e 0,10.
C) 0,12; 0,12 e 0,12.
D) 0,12; 0,12 e 0,24.
E) 0,30; 0,20 e 0,50.

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