Determina a concentração em quantidade de matéria
A molaridade, atualmente chamada de concentração em mol/L ou concentração em quantidade de matéria – uma recomendação da IUPAC (União Internacional da Química Pura e Aplicada) –, é a relação dada entre uma quantidade de matéria do soluto e o volume da solução química.
Como relaciona a quantidade de soluto pelo volume, a unidade de medida da molaridade é mols por litro (mol/L). Vale lembrar que as soluções têm pelo menos dois componentes, o soluto (substância dissolvida) e o solvente (aquele que provoca a dissolução, mas a concentração apenas envolve o número de mols de soluto por litro de solução (não por litro de solvente).
Quando uma pessoa pergunta quantas colheres de açúcar colocar no suco, por exemplo, significa que – quimicamente falando – ela quer saber se você deseja uma solução de suco (água + fruta) com açúcar (soluto) muito ou pouco concentrada. Caso goste bastante doce, terá uma grande quantidade (massa) de açúcar por copo (volume) de suco.
Fórmula da molaridade
A expressão matemática usada para determinar a quantidade de matéria pelo volume da solução é:
M = n1/ v
Sendo:
n1 = número de mols do soluto
v = volume da solução (em litros)
Como em muitos casos não é fornecido número de mols de um soluto, somente a sua massa expressa em gramas (m1), basta utilizar a seguinte fórmula para encontrá-la:
n1 = m1/ M1
Onde:
m1= massa do soluto (em gramas)
M1 = massa molar do soluto (em g/mol)
Dessa forma, é possível substituir a fórmula do número de mols do soluto na equação da molaridade, trabalhando com mais dados de uma só vez:
M = m1/M1.V
A molaridade é a forma mais usada em laboratórios para encontrar a concentração das soluções. (Imagem: Pixabay)
Aplicações
Acompanhe os exercícios a seguir para entender como calcular a molaridade em uma solução.
Exemplo 1: Qual será a concentração em quantidade de matéria de uma solução que possui 0,8 mol de sacarose (C12H22O11) em 300 mL?
M =?; v = 300 mL (0,3L); n1 = 0,8 mols
Já que temos o número de mols do soluto e o volume da solução, vamos utilizar a fórmula simples da molaridade:
M = n1/ v
M = 0,8 / 0,3
M = 2, 67 mol/L
Exemplo 2: Considerando que uma solução com 100 mL de volume possui 4,7 g de ácido sulfúrico (H2SO4), determine a sua concentração em mol/L.
M =?; v = 100 mL (0,1L); m1 = 20 g; M1= ?
Como a questão não mostra a massa molar do ácido sulfúrico (soluto), devemos multiplicar a quantidade de átomos de cada elemento que compõe a fórmula estrutural do soluto pelas suas respectivas massas atômicas e, em seguida, somar os resultados.
Na tabela periódica, os valores (aproximados) das massas atômicas são: H = 1; S = 32 ; O = 16
M1= (1.2) + (1.32) + (4.16)
M1= 2 + 32 + 64
M1= 98 g/mol
Agora podemos aplicar os todos os dados na fórmula e descobrir o valor da molaridade:
M = m1/M1.V
M = 20 / 98 . 0,1
M = 20 / 9,8
M = 2,04 mol/L
Molaridade x Molalidade
Tanto a molaridade quanto a molalidade (W) servem para estipular as concentrações das soluções químicas, mas no segundo caso – também chamado de concentração molal ou concentração em quantidade de matéria por massa – ocorre uma relação entre a quantidade de matéria de soluto (em mols) presente em cada quilograma de solvente.
A molalidade é utilizada quando as soluções possuem variação de temperatura, pois o seu cálculo não precisa do valor do volume – fator que sofre interferências (contrai ou expande as substâncias) em função mudança de temperatura.