Concentração molar e molal, apesarnomes semelhantes, tamanhos diferentes. A principal diferença é que na determinação da concentração molar, o cálculo não é feito para o volume da solução, como na detecção da molaridade, mas para a massa do solvente.
Informações gerais sobre soluções e solubilidade
Um sistema homogêneo é chamado de solução verdadeira,que inclui uma série de componentes que são independentes uns dos outros. Um deles é considerado solvente e os demais são substâncias dissolvidas nele. O solvente é a substância que mais existe na solução.
Solubilidade - a capacidade de uma substância se formarsistemas homogêneos com outras substâncias são soluções em que se apresenta na forma de átomos, íons, moléculas ou partículas individuais. A concentração é uma medida de solubilidade.
Portanto, a solubilidade é a capacidade das substâncias de serem distribuídas uniformemente na forma de partículas elementares por todo o volume do solvente.
As verdadeiras soluções são classificadas da seguinte forma:
- por tipo de solvente - não aquoso e aquoso;
- pelo tipo de soluto - soluções de gases, ácidos, álcalis, sais, etc.;
- para interação com corrente elétrica - eletrólitos (substâncias que possuem condutividade elétrica) e não eletrólitos (substâncias que não são capazes de condutividade elétrica);
- por concentração - diluído e concentrado.
Concentração e formas de expressá-lo
1. Porcentagem de concentração (expressa em%) - diz quantos gramas de soluto estão contidos em 100 gramas de solução.
2. A concentração molar é o número de gramas-moles por 1 litro de solução. Mostra quantas moléculas de grama estão contidas em 1 litro de uma solução de substância.
3. A concentração normal é o número de gramas equivalentes por 1 litro de solução. Mostra quantos equivalentes de grama de soluto estão contidos em 1 litro de solução.
4. A concentração molar mostra a quantidade de soluto em moles por 1 quilograma de solvente.
5. O título determina o conteúdo (em gramas) de uma substância que é dissolvida em 1 mililitro de solução.
A concentração molal e molal são diferentes uma da outra. Vamos considerar suas características individuais.
Concentração molar
A fórmula para sua determinação:
Cv = (v / V), onde
v é a quantidade de substância dissolvida, mol;
V é o volume total da solução, litro ou m3.
Por exemplo, o registro "solução 0,1 M de H2Com4 " sugere que 1 litro de tal solução contém 0,1 mol (9,8 gramas) de ácido sulfúrico.
Concentração molar
Deve-se sempre ter em mente que as concentrações molar e molar têm significados completamente diferentes.
Qual é a concentração molar de uma solução? A fórmula para sua definição é a seguinte:
Cm = (v / m), onde
v é a quantidade de substância dissolvida, mol;
m é a massa do solvente, kg.
Por exemplo, escrever uma solução de NaOH 0,2 M significa que 0,2 mol de NaOH é dissolvido em 1 quilograma de água (neste caso, é um solvente).
Fórmulas adicionais necessárias para cálculos
Muitas informações auxiliares podem ser necessárias para calcular a concentração molal. As fórmulas que podem ser úteis para resolver problemas básicos são apresentadas a seguir.
A quantidade de uma substância ν é entendida como um certo número de átomos, elétrons, moléculas, íons ou outras partículas.
v = m / M = N / NUm= V / VmOnde:
- m é a massa do composto, g ou kg;
- M é a massa molar, g (ou kg) / mol;
- N é o número de unidades estruturais;
- NUm - o número de unidades estruturais em 1 mol de substância, constante de Avogadro: 6,02 . 1023 toupeira- 1;
- V - volume total, l ou m3;
- Emm - volume molar, l / mol ou m3/ mol.
Este último é calculado pela fórmula:
Emm= RT / P, onde
- R - constante, 8,314 J / (mol . PARA);
- T é a temperatura do gás, K;
- P - pressão do gás, Pa.
Exemplos de problemas de molaridade e molalidade. Problema número 1
Determine a concentração molar de hidróxido de potássio em uma solução de 500 ml. A massa do KOH em solução é de 20 gramas.
Definição
A massa molar de hidróxido de potássio é:
MKOH = 39 + 16 + 1 = 56 g / mol.
Calculamos quanto hidróxido de potássio está contido na solução:
v (KOH) = m / M = 20/56 = 0,36 mol.
Levamos em consideração que o volume da solução deve ser expresso em litros:
500 ml = 500/1000 = 0,5 litros.
Determine a concentração molar de hidróxido de potássio:
Cv (KOH) = v (KOH) / V (KOH) = 0,36 / 0,5 = 0,72 mol / litro.
Problema número 2
Quanto óxido de enxofre (IV) em condições normais(ou seja, quando P = 101325 Pa e T = 273 K) você precisa tomar para preparar uma solução de ácido sulfuroso com uma concentração de 2,5 mol / litro com um volume de 5 litros?
Definição
Determine quanto ácido sulfuroso está contido na solução:
ν (H2Com3) = Cv (H2Com3) ∙ V (solução) = 2,5 ∙ 5 = 12,5 mol.
A equação para a obtenção de ácido sulfuroso é a seguinte:
Com2 + H2O = H2Com3
De acordo com isso:
ν (SO2) = ν (H2Com3);
ν (SO2) = 12,5 mol.
Lembrando que em condições normais 1 mol de gás tem um volume de 22,4 litros, calculamos o volume de óxido de enxofre:
V (SO2) = ν (SO2) ∙ 22,4 = 12,5 ∙ 22,4 = 280 litros.
Problema número 3
Determine a concentração molar de NaOH na solução com sua fração de massa igual a 25,5% e uma densidade de 1,25 g / ml.
Definição
Pegamos uma solução de 1 litro como amostra e determinamos sua massa:
m (solução) = V (solução) ∙ p (solução) = 1000 ∙ 1,25 = 1250 gramas.
Calculamos quanto álcali está na amostra por peso:
m (NaOH) = (w ∙ m (solução)) / 100% = (25,5 ∙ 1250) / 100 = 319 gramas.
A massa molar de hidróxido de sódio é:
MNaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g / mol.
Calculamos quanto hidróxido de sódio está contido na amostra:
v (NaOH) = m / M = 319/40 = 8 mol.
Determine a concentração molar de álcali:
Cv (NaOH) = v / V = 8/1 = 8 mol / litro.
Problema número 4
10 gramas de sal NaCl foram dissolvidos em água (100 gramas). Defina a concentração da solução (molar).
Definição
A massa molar de NaCl é:
MNaCl = 23 + 35 = 58 g / mol.
A quantidade de NaCl contida na solução:
v (NaCl) = m / M = 10/58 = 0,17 mol.
Neste caso, o solvente é água:
100 gramas de água = 100/1000 = 0,1 kg N2Sobre nesta solução.
A concentração molar da solução será:
Cm (NaCl) = v (NaCl) / m (água) = 0,17 / 0,1 = 1,7 mol / kg.
Problema número 5
Determine a concentração molar de uma solução alcalina de NaOH a 15%.
Definição
Solução alcalina de 15% significa que em cada 100gramas de solução contém 15 gramas de NaOH e 85 gramas de água. Ou que cada 100 quilogramas de solução contém 15 quilogramas de NaOH e 85 quilogramas de água. Para prepará-lo, são necessários 85 gramas (quilogramas) de H2Dissolva 15 gramas (quilograma) de álcali.
A massa molar de hidróxido de sódio é:
MNaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g / mol.
Agora encontramos a quantidade de hidróxido de sódio na solução:
ν = m / M = 15/40 = 0,375 mol.
Massa do solvente (água) em quilogramas:
85 gramas H2O = 85/1000 = 0,085 kg N2Sobre nesta solução.
Depois disso, a concentração molal é determinada:
Cm = (v / m) = 0,375 / 0,085 = 4,41 mol / kg.
De acordo com esses problemas típicos, muitos outros podem ser resolvidos para a determinação da molalidade e molaridade.
