Você provavelmente já se deparou com questões no Enem ou em vestibulares que envolvem misturas e soluções. Muitas vezes, essas perguntas exigem o cálculo da quantidade de uma substância em relação à mistura como um todo. Uma das maneiras de fazer isso é utilizando o título ou porcentagem em massa.
Neste post, vamos entender o que é título em massa, como ele é calculado e onde ele aparece na prática. Vamos lá?
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O que são soluções?
Para entendermos o que é título em massa, é importante relembrarmos o conceito de solução. Define-se solução como uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias, ou seja, que apresenta a mesma aparência e composição em todas as suas partes.
Nesse sentido, em uma solução, encontramos dois componentes principais: o soluto e o solvente. O soluto é a substância que está em menor quantidade e que se dissolve. Já o solvente, é o componente em maior quantidade, aquele que dissolve o soluto. Um exemplo clássico é o sal (soluto) dissolvido na água (solvente).
Dessa maneira, é possível classificar as soluções acordo com o seu estado físico:
- Soluções sólidas: como as ligas metálicas (exemplo: aço, mistura de ferro e carbono);
- Soluções líquidas: como o soro fisiológico (sal dissolvido em água); e
- Soluções gasosas: como o ar que respiramos (mistura de vários gases, como oxigênio e nitrogênio).
Essas misturas são fundamentais na vida cotidiana. Desde os medicamentos que tomamos, as bebidas que consumimos, até o próprio ar, tudo isso envolve soluções.
Veja também:
+O que cai de Soluções Químicas no Enem?
O que é título em massa?
Título em massa é a razão entre a massa do soluto e a massa total da solução. Em outras palavras, ela nos diz o quanto de soluto está presente em uma certa quantidade da solução. A fórmula é:
- m1 é o título em massa;
- m2 é a massa do soluto; e
- m é a massa da solução (massa do soluto + massa do solvente).
Importante: A massa da solução não é só a do solvente! Sempre some a massa do soluto e do solvente para calcular corretamente.
Porcentagem em massa
A porcentagem em massa é uma forma de expressar a razão entre a massa de soluto e a massa da solução através de um cálculo percentual. Ela indica a massa (em gramas) do soluto presente em 100g de solução. Assim, podemos encontrar o valor da porcentagem em massa por meio da seguinte fórmula:
Exemplo:
Se temos 20 g de açúcar dissolvidos em 180 g de água, qual é o título em massa da solução?
Resolução
Primeiro, calcule a massa da solução:
m = m1 + m2
m = 20 + 180
m = 200g
- Agora, aplique a fórmula:
20/200 = 0,1 = 10%
Ou seja, o título em massa é de 10%.
Relação entre título em massa e densidade
Outro conceito que aparece muito em questões de vestibular é a densidade (d). A densidade é definida como a razão entre a massa e o volume de uma substância (d = m/V).
Sabendo a densidade da solução e o título em massa, conseguimos fazer relações importantes. Portanto:
d = m/V → m = dV
τ = m1/m → τ = m1/dV
Essa relação é mais útil em exercícios onde temos o volume da solução e queremos descobrir o título ou vice-versa.
Diluição de soluções e título em massa
Diluir uma solução significa adicionar mais solvente, mantendo a quantidade de soluto. Assim, na diluição, a massa de soluto permanece inalterada. Dessa maneira, se multiplicarmos o título em massa inicial pela massa inicial da solução, iremos obter o valor da massa do soluto. Portanto, a fórmula utilizada é:
τimi = τfmf
- τi e mi são o título e a massa da solução inicial; e
- τf e mf são o título e a massa da solução final.
Exemplo:
Queremos diluir 100 g de uma solução 20% para obter uma solução 10%. Qual será a massa final?
Resolução
Aplicando a fórmula:
20 x 100 = 10 x m2
m2 = 200 g
Então, devemos completar com água até atingir 200 g.
Mistura de soluções
Quando misturamos duas soluções com o mesmo soluto, podemos calcular o título final usando:
τ1 · m1(solução) + τ2 · m2(solução) = τf · mf(solução)
- τ1 e m1(solução) são o título e a massa da solução 1;
- τ2 e m2(solução) são o título e a massa da solução 2; e
- τf e mf(solução) são o título e a massa da solução final;
Aplicações do título em massa
Indústria
O controle do título em massa é fundamental no preparo de ligas metálicas, bebidas e alimentos. Um chocolate, por exemplo, precisa ter a concentração exata de cacau para garantir sabor e textura padrão.
Farmácia
Medicamentos precisam ter concentrações muito precisas de princípios ativos. Um erro na porcentagem em massa pode comprometer o efeito do remédio ou até causar intoxicação.
Química ambiental
Em análises de solos e da água, a concentração de poluentes é determinada usando conceitos como título ou porcentagem em massa. Isso é essencial para garantir padrões de qualidade ambiental.
Questão do Enem envolvendo título em massa
Enem (2009)
O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96% em massa.
Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800 kg de uma mistura etanol/água com concentração 20% em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 100 kg de álcool hidratado 96% em massa de etanol. A partir desses dados, é correto concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol em massa
A) de 0%.
B) de 8,0%.
C) entre 8,4% e 8,6%.
D) entre 9,0% e 9,2%.
E) entre 13% e 14%.
Resolução
Gabarito: ALTERNATIVA D
Mistura com 20% de etanol:
A massa total da mistura de etanol com água é de 800 kg.
Sabendo que a concentração de etanol é de 20% em massa, temos:
20% de 800 kg = 160 kg de etanol.
Mistura com 96% de etanol:
A massa da nova mistura é de 100 kg.
Com 96% de etanol em massa, isso corresponde a 96 kg de etanol.
Resíduo:
A massa restante da mistura original, após a retirada da porção de 100 kg, é:
800 kg – 100 kg = 700 kg.
A quantidade de etanol remanescente é:
160 kg – 96 kg = 64 kg.
Agora, para descobrir a nova porcentagem de etanol no resíduo:
700 kg → 100%
64 kg → x
x = (64 × 100) ÷ 700 = 9,1%
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