Em química, a concentração de uma solução é a quantidade de uma substância que é dissolvida, chamada de soluto, que é misturada com outra substância, chamada de solvente. A fórmula padrão é C = m / V, onde C é a concentração, m é a massa do soluto e V é o volume total da solução. Se sua solução tiver uma concentração pequena, procure a resposta em partes por milhão (bpd) para torná-la mais fácil de entender. Enquanto estiver no laboratório, você pode ser solicitado a encontrar a molaridade ou a concentração molar da solução relacionada.
Etapa
Método 1 de 3: usando a fórmula de massa por volume
Etapa 1. Encontre a massa do soluto misturada com o solvente
Um soluto é uma substância que é misturada para formar uma solução. Se o problema fornecer o valor da massa do soluto, anote-o e certifique-se de colocar a unidade correta. Se você precisar encontrar a massa de um soluto, meça em uma escala e registre o resultado.
Se o soluto usado for um líquido, você também pode calcular a massa usando a fórmula de densidade: D = m / V, onde D é a densidade, m é a massa do líquido e V é o volume. Para encontrar a massa, multiplique a densidade do líquido pelo volume
Gorjeta:
Se você precisar usar uma escala, reduza a massa do recipiente usado para conter o soluto para obter um resultado preciso.
Etapa 2. Registre o volume total da solução
O volume total de uma solução é a quantidade de solvente mais a quantidade de soluto misturado. Se você estiver procurando por volume em um laboratório, misture a solução em um cilindro ou béquer e veja quais são as medidas. Meça o volume da reentrância no topo da solução (o menisco) para uma medição mais precisa. Registre o volume da solução obtida.
- Se você não mede o volume, pode precisar converter a massa do soluto em volume usando a fórmula da densidade.
- Por exemplo, se você deseja encontrar a concentração de 3,45 gramas de sal em 2 litros de água, encontre o volume usando a fórmula da densidade. Pesquise a densidade do sal em um livro didático ou online e use-a para encontrar o valor de m. Neste caso, a densidade do sal é 2,16 g / ml. Assim, a fórmula torna-se 2,16 g / ml = (3,45 g) / V. Multiplique cada lado por V para obter V (2,16 g / ml) = 3,45 g. Em seguida, divida cada lado da equação por 2,16 para encontrar o valor do volume, que é V = (3,45 g) / (2,16 g / ml) = 1,60 ml.
- Adicione o volume do soluto ao volume do solvente. Portanto, neste exemplo, 2 L + 1,6 ml = 2.000 ml + 1,6 ml = 2.001,6 ml. Você pode deixar as unidades em mililitros (ml) ou alterá-las novamente para litros e obter 2,002 L.
Etapa 3. Divida a massa do soluto pelo volume total da solução
Use a fórmula C = m / V, onde m é a massa do soluto e V é o volume total da solução. Insira os valores de massa e volume pesquisados anteriormente e, em seguida, divida para encontrar o valor de concentração da solução. Não se esqueça de colocar as unidades corretas.
- Neste exemplo, para uma concentração de 3,45 gramas de sal em 2 litros de água, a equação é C = (3,45 g) / (2,002 L) = 1,723 g / L.
- Às vezes, as perguntas pedem respostas em certas unidades. Certifique-se de converter os valores nas unidades corretas antes de inseri-los na fórmula final.
Método 2 de 3: Encontrando a concentração em porcentagens ou partes por milhão
Etapa 1. Encontre a massa do soluto em gramas
Meça a massa do soluto que você planeja misturar na solução. Certifique-se de subtraí-lo da massa do recipiente para que o cálculo da concentração seja preciso.
Se o soluto for um líquido, você precisa calcular a massa usando a fórmula D = m / V, onde D é a densidade do líquido, m é a massa e V é o volume. Procure a densidade do líquido em um livro ou online para resolver a fórmula acima
Etapa 2. Determine a massa total da solução em gramas
A massa total da solução é a massa do solvente mais a massa do soluto. Encontre a massa de uma substância usando uma balança de laboratório ou converta o volume do soluto em massa usando a fórmula para densidade D = m / V. Adicione a massa do soluto à massa do soluto para obter o volume final.
Por exemplo, se você deseja encontrar a concentração de 10 gramas de cacau em pó com 1,2 L de água, primeiro encontre a massa de água usando a fórmula da densidade. A densidade da água é 1000 g / L, então sua fórmula será 1000 g / L = m / (1, 2 L). Multiplique cada lado por 1,2 L para obter a massa em gramas de modo que m = (1, 2 L) (1.000 g / L) = 1.200 gramas. Adicione à massa de cacau em pó para obter 1.210 gramas
Etapa 3. Divida a massa do soluto pela massa total da solução
Escreva uma equação de forma que a concentração C = massa do soluto / massa total da solução. Insira os valores e resolva a equação para encontrar a concentração da solução.
Em nosso exemplo, C = (10 g) / (1,210 g) = 0,00826
Etapa 4. Multiplique a resposta por 100 para encontrar a concentração em porcentagem
Se você for solicitado a apresentar sua concentração como uma porcentagem, multiplique sua resposta por 100. Coloque um símbolo de porcentagem no final de sua resposta.
Neste exemplo, a concentração percentual é (0,00826) (100) = 0,826%
Etapa 5. Multiplique a concentração por 1.000.000 para encontrar as partes por milhão
Multiplique o valor de concentração obtido e multiplique por 1.000.000 ou 106. O resultado é o número de partes por milhão (bpj) de soluto. Coloque a unidade bpj na resposta final.
Neste exemplo, bpj = (0, 00826) (1.000.000) = 8.260 bpd
Gorjeta:
Partes por milhão são normalmente usadas para concentrações muito pequenas porque são mais fáceis de escrever e entender do que porcentagens.
Método 3 de 3: Calculando a Molaridade
Etapa 1. Adicione as massas atômicas dos solutos para encontrar a massa molar
Observe o elemento na fórmula química do soluto usado. Liste as massas atômicas para cada elemento no soluto porque as massas atômica e molar são as mesmas. Some as massas atômicas dos solutos para encontrar a massa molar total. Identifique a resposta final em g / mol.
- Por exemplo, se o soluto for hidróxido de potássio (KOH), encontre as massas atômicas de potássio, oxigênio e hidrogênio e adicione-os todos juntos. Neste caso, a massa molar = 39 +16 + 1 = 56 g / mol.
- A molaridade é usada principalmente em química quando você conhece os elementos constituintes do soluto usado.
Etapa 2. Divida a massa do soluto pela massa molar para encontrar o valor molar
Encontre a massa de soluto adicionada à sua solução usando uma balança de laboratório, se necessário. Certifique-se de reduzir a massa do recipiente para obter um resultado preciso. Divida a massa obtida pela massa molar para obter o número de moles de soluto usados. Dê a unidade “mole” na resposta.
- Por exemplo, se você quisesse encontrar o número de mols em 25 gramas de hidróxido de potássio (KOH), a equação seria mols = (25 g) / (56 g / mol) = 0,45 mol
- Converta a massa do soluto em gramas se ainda estiver em outras unidades.
- A toupeira é usada para representar o número atômico em uma solução.
Etapa 3. Converta o volume da solução em litros
Encontre o volume de solvente antes de misturar o soluto. Use um frasco ou cilindro medidor para medir o volume do solvente se o valor for desconhecido. Se a unidade usada for mililitros, divida por 1.000 para convertê-lo em litros.
- Neste exemplo, se você estiver usando 400 ml de água, divida por 1000 para convertê-lo em litros, que é 0,4 L.
- Se o solvente já tiver litros, basta pular esta etapa.
Gorjeta:
Você não precisa incluir o volume do soluto, pois geralmente não afeta muito o volume. Se houver uma mudança significativa no volume quando o solvente é misturado com o soluto, use o volume total.
Etapa 4. Divida os moles de soluto pelo volume da solução em litros
Escreva a equação para molaridade M = mol / V, onde mol é o número de moles no soluto e V é o volume do solvente. Resolva a equação e fixe a unidade M na resposta.
