Unidade de concentração das soluções químicas
A molalidade, também chamada de concentração molal ou concentração em quantidade de matéria por massa, é uma grandeza que expressa a concentração de uma solução química. Representada pela letra W, determina a quantidade de soluto (substância dissolvida) diante de uma determinada massa de solvente.
Como a temperatura interfere no volume das misturas entre duas ou mais substâncias, um vez que expande ou contrai as que estão envolvidas, a molalidade serve justamente para os cálculos em que há variações de temperatura, pois não utiliza o volume em sua fórmula. Além disso, essa medida é fundamental para os estudos das propriedades coligativas – fatores que não dependem da estrutura do soluto, mas sim do número de partículas (moleculares ou iônicas) encontradas na solução.
Fórmula da molalidade
A molalidade é uma medida de concentração que relaciona a quantidade de matéria de soluto, que é dado em mols, contido em cada quilograma de solvente. Com isso, a expressão matemática usada para calculá-la remete a uma divisão. Ou seja:
W = n1/ m2
Sendo que,
n1: quantidade de mol do soluto
m2: massa do solvente
Como o cálculo para encontrar o número de mol do soluto precisa de uma fórmula específica, pois é a razão entre a massa do soluto presente na solução química e a massa molar desse mesmo soluto (n1 = m1/M1), outra forma de encontrar o valor da molalidade é através da associação entre as duas fórmulas. Entenda:
W = n1/ m2;
n1 = m1/M1
Logo,
W = m1/ M1. m2
Vale lembrar que independente do caminho escolhido, a unidade padrão que acompanha o resultado é sempre o mol/kg ou molal.
A concentração molal é bastante útil nos casos que envolvem misturas homogêneas com variações de temperatura. (Imagem: Pixabay)
Aplicações
Para melhor compreensão do cálculo da molalidade, vamos resolver alguns exercícios. Confira.
Exemplo 1: Qual a molalidade de uma solução que foi preparada com 0,5 mol de sal hidratado dissolvido em 530 g de água?
W = 2 ; n1 = 0,5 mol ; m2 = 530 g (0,53 kg)
Já que a questão fornece poucos dados, vamos usar a fórmula básica:
W = n1/ m2
W = 0,5/ 0,53
W = 0, 94 mol/kg
Exemplo 2: Uma solução aquosa foi formada por 10 g de hidróxido de sódio (NaOH) em 370 g de água. Sabendo que a massa molar do soluto é 40g, qual será molalidade desta solução?
W = ? ; m1 = 10g; m2 = 370 g (0,37 kg) ; M1 = 40g
Ao aplicar os valores na fórmula completa, temos:
W = m1/ M1. m2
W = 10/ 40. 0,37
W = 10/ 14,8 = 0,67 molal
Exemplo 3: Considerando que 1,50 g de glicose (C6H12O6) foram dissolvidos em 64,0 g de água, qual será a molalidade da solução final?
W = ? ; m1 = 1,50 g ; m2 = 64 g (0,064 Kg); M1 = ?
Como a questão não apresenta a massa molar do soluto, precisamos multiplicar a quantidade de átomos de cada elemento que faz parte da fórmula estrutural da glicose pelas suas respectivas massas atômicas e depois somar os resultados.
Na tabela periódica, a massa atômica do carbono é 12, do hidrogênio é 1 e do oxigênio 16. Sendo assim:
M1= (6.12) + (12.1) + (6.16)
M1 = 72 + 12 + 96
M1 = 180 g/mol
Agora basta colocar os valores na fórmula:
W = m1/ M1. m2
W = 1,50/ 180. 0,064
W = 1,50/ 11,52
W = 0,13 mol/kg