Diluição e concentração de soluções

Diluir significa aumentar a participação do solvente na solução, diminuindo assim a do soluto.

Concentrar significa aumentar a participação do soluto na solução, diminuindo assim a do solvente.

A diluição é efetivada através da adição de solvente e a concentração, pela sua retirada. Tanto na diluição, quanto na concentração, a quantidade do soluto permanece inalterada.

Para soluções com concentração em g/L, a quantidade m₁ permanece inalterada.

m1

+

solvente

=

sol. diluída m1

na solução inicial C = m₁ / V   , daí, a massa de soluto será  m₁ = C . V

na solução solução final C' = m₁ / V' , daí a massa de soluto será m₁ = C' . V'

como a massa de soluto não se altera, m_{1 antes} será igual a m_{1 depois}...

C . V = C' . V'

Para concentrações em mols/L ou molar, a quantidade de mols do soluto não se altera com a diluição e pode ser demonstrado, de maneira análoga, que...

M . V = M' . V'

O mesmo raciocínio pode ser estendido para a concentração normal e o título...

M . V = M' . V'

T . m = T' . m'

Exemplo 1

Calcule a concentração molar de uma solução de KCl, sabendo que ao se diluir 500mL desta solução para um volume final de 750mL, a concentração final passa a ser de 2 mols/L ?

500mL = 0,5 L

1500mL = 1,5 L

M . V = M' . V^'

M₁ . 0,5 = 2 . 0,75

M₁ = 1,5 / 0,5

M₁ = 3 mols / L

Exemplo 2

Um volume de 500mL de uma solução aquosa de cloreto de cálcio 0,3 mol/L é diluída até um volume final de 1500mL. Qual a concentração final da solução? Quais as concentrações dos íons Ca²⁺ e Cl^1- na solução final? Considere dissociação total.

500mL = 0,5 L

1500mL = 1,5 L

M . V = M' . V^'

0,3 . 0,5 = M' . 1,5

M' = 0,15 / 1,5

M' = 0,1 mol / L

Dada a dissociação do CaCl₂

CaCl₂ => Ca²⁺   +   2 Cl^1-

Como são gerados um íon Ca²⁺ e dois íons Cl^1- a partir de cada unidade de CaCl₂ ...

[CaCl₂] = 0,1 M

[Ca²⁺] = 0,1 M

[Cl¹⁺] = 2 . 0,1 M = 0,2 M

Exemplo 3

(Cesgranrio) Juntam-se 10 mL de solução 3 mol/L de H₂SO₄ com 0,245 g do mesmo ácido e água, até que seja atingido o volume de 65 mL. A concentração da solução resultante será:

a) 5 mol/L

b) 0,5 mol/L

c) 2 mol/L

d) 0,2 mol/L

e) 0,1 mol/L

Resolução

solução 3 mol/L   =>   294 g H₂SO₄   =>   1000 mL

solução 3 mol/L   =>   2,94 g H₂SO₄   =>   10 mL

Somando a massa contida nos 10 mL com a adicionada temos...

2,94 + 0,245 = 3,185 g de H₂SO₄

Como o mol do H₂SO₄ vale 98 g, podemos calcular o número de mols...

n = 3,185/ 98 = 0,0325 mols

Calculando a concentração...

C_(mol/L) = 0,0325/ 0,065 = 0,5 mol/L

A alternativa correta é a b.

Exemplo 4

(OSEC) Foram preparados 100 mL de uma solução contendo 1 mol de KCl. Em seguida, foram tomados 50 mL dessa solução e acrescidos 450 mL de água.  concentração da solução em mols/L será de:

a) 0,1 mol/L

b) 0,2 mol/L

c) 0,5 mol/L

d) 1 mol/L

e) 10 mol/L

Resolução

Calculando a concentração da solução inicial...

C_(mol/L) = 1 mol / 0,1 L = 10 mols/L

Calculando a diluição...

C₁ V₁  =  C₂ V₂

10 . 50  = C₂ . 500

C₂ = 1 mol/L 

A alternativa correta é a d.

Exemplo 5

(FAAP) Calcule a massa de NaCl que deve ser adicionada a 100 g de solução aquosa de NaCl a 5% em peso, de modo a torná-la de concentração 20% em peso?

Resolução

A solução inicial tem 100 g de massa total e a participação do NaCl é de 5% (5 g).

Adicionando-se uma massa x de NaCl, este passará a representar 20% da massa total, ou seja...

5 + x = 20% de (100 + x)  , ou seja...

5 + x = 0,2.(100 + x)

5 + x = 20 + 0,2x

0,8 x = 15

x = 15 / 0,8 = 18,75 g