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Concentração e Diluição de Soluções
A quantidade relativa de um determinado componente da solução é conhecida como a sua concentração. Muitas vezes, embora nem sempre, uma solução contém…
Numa dada quantidade de solvente, podem ser adicionadas diferentes quantidades de solutos para criar soluções com concentrações variadas. Numa solução diluída, a proporção do soluto em relação ao solvente é pequena, enquanto que para uma solução concentrada, a proporção é grande. A concentração de uma solução é expressa como molaridade, que é o número de mols do soluto por litro de solução.
O denominador é o volume da solução e não o volume do solvente. Portanto, para fazer 1 litro de uma solução de 1 mol, adiciona-se 1 mol do soluto num frasco volumétrico, que é depois cheio até à marcação de 1 litro com o solvente. Da mesma forma, se adicionarmos 1 mol de soluto a outro frasco e depois enchermos até à marca de 0, 5 litros com solvente, isto originaria uma solução de 2 mols.
A molaridade da solução pode ser utilizada como fator de conversão entre os mols do soluto e o volume da solução. Suponhamos que 237 gramas de permanganato de potássio são dissolvidos em água para fazer uma solução de mols. Para calcular o volume total da solução, primeiro, a massa do soluto é convertida para mols.
A seguir, o número de mols é dividido pela molaridade de forma a obter o volume de 0, 5 litros. Se adicionarmos mais água, o volume total da solução aumenta, mas o número de mols do soluto permanece o mesmo. Isto significa que a concentração da solução diminuiu ou que a solução foi diluída.
A diluição de uma solução concentrada, ou de reserva, é realizada utilizando a equação de diluição, que relaciona os volumes e as molaridades de uma solução antes e depois do processo de diluição. M-um e V-um são a molaridade e o volume da solução concentrada inicial, e M-dois e V-dois são a molaridade e o volume da solução diluída final. Por exemplo, a equação de diluição pode ser utilizada para preparar uma solução de permanganato de potássio, que é utilizado medicinalmente como desinfetante geral.
Que volume de uma solução de reserva de 2 mols é necessário para preparar 1 litro de uma solução de 0, 2 mols de permanganato de potássio. Saber o M-um, o M-dois e o V-dois e resolver a equação de diluição para V-1 que rende 0, 1 litros. Portanto, adicionam-se 0, 1 litros da solução de reserva a um novo balão volumétrico, e é adicionado o solvente para fazer 1 litro da solução de 0, 2 mols.
Após a diluição da solução, embora a concentração tenha mudado, o número de mols de permanganato de potássio permanece o mesmo.
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Q1: What is molarity and how is it calculated?
Molarity (M) is the number of moles of solute per liter of solution, expressed in mol/L. To calculate molarity, divide the moles of solute by the total volume of solution in liters. For example, dissolving 1 mole of solute in a volumetric flask and filling to the 1-liter mark creates a 1-molar solution. The key is using the total solution volume, not just the solvent volume, since solutes can affect the overall volume.
Q2: Why is the total solution volume used in the molarity equation instead of solvent volume?
The total solution volume is used because solutes can change the volume of a solution depending on their interactions with the solvent. Using solvent volume alone would give an inaccurate concentration. The molarity equation accounts for this by including the combined volume of both solute and solvent, ensuring precise concentration measurements for chemical reactions in aqueous solutions.
Q3: How do you prepare a solution of specific molarity using a volumetric flask?
To prepare a solution of specific molarity, add the calculated moles of solute to a volumetric flask, then add solvent until the liquid reaches the marked line for your desired volume. For instance, to make 1 liter of a 1-molar solution, add 1 mole of solute and fill to the 1-liter mark. This ensures the total solution volume equals your target volume and produces the correct concentration.
Q4: What happens to the number of moles of solute when a solution is diluted?
The number of moles of solute remains constant during dilution. When solvent is added to a concentrated solution, the total volume increases but the amount of solute stays the same, causing the concentration to decrease. This principle is expressed mathematically as M1V1 = M2V2, where the product of molarity and volume equals moles before and after dilution.
Q5: How do you use the dilution equation to prepare a dilute solution from a stock solution?
The dilution equation M1V1 = M2V2 relates the molarity and volume of a stock solution to the desired dilute solution. Identify the known values: M1 and V1 from the stock solution, M2 and V2 from your target solution. Solve for the unknown variable, typically V1, to determine how much stock solution to transfer to a new flask, then add solvent to reach the final volume.
Q6: What is the difference between a dilute and concentrated solution?
A dilute solution has a small proportion of solute relative to solvent, resulting in low concentration. A concentrated solution has a large proportion of solute relative to solvent, resulting in high concentration. Concentrated solutions, called stock solutions, are often stored in laboratories and diluted as needed to create solutions of lower concentrations for specific applications.
Q7: Can you convert between mass of solute and solution volume using molarity?
Yes, molarity serves as a conversion factor between moles of solute and solution volume. First convert mass to moles using molar mass, then use molarity to find volume by dividing moles by molarity. For example, 237 grams of potassium permanganate converted to moles, then divided by 3 M, yields 0.5 liters of solution. This allows precise preparation of solutions with known concentrations.