É conveniente, para fins de medição, saber quanto de uma substância está dissolvido em um determinado volume de solução; isso é o que os químicos chamam de “concentração”. A molaridade é a forma mais comum de expressar concentração ao trabalhar com soluções e reações químicas. A razão é que os reagentes (elementos ou compostos) se combinam em proporções de números inteiros quando suas quantidades são expressas em unidades chamadas "Moles". Por exemplo, 2 moles de gás hidrogênio combinam-se com 1 mole de gás oxigênio para produzir 2 moles de água, pela reação química: 2h2 + O2 = 2H2O.
Conheça a toupeira
Uma toupeira de uma substância é definida como um número específico de átomos ou moléculas chamado "número de Avogadro", que é 6,022 × 1023. O número é derivado de acordo internacional, baseado no número de átomos em exatamente 12 gramas (g) do isótopo de carbono “C-12”. A conveniência dessa "unidade de contagem", o O número de Avogadro, fornecido é visto quando se considera, por exemplo, os pesos de 1 mol cada de oxigênio, água e dióxido de carbono, que são 16,00 g, 18,02 ge 44,01 g, respectivamente.
Uma introdução à molaridade
A molaridade, ou concentração molar (M), é definida como o número de moles de uma substância, ou "soluto", dissolvido em 1 litro de solução. A molaridade não deve ser confundida com "molalidade", que é a concentração expressa em moles de soluto por quilograma de solvente. Os exemplos ajudarão a esclarecer o conceito de molaridade e como ele funciona.
Um exemplo para calcular a molaridade
Considere um problema que pede a molaridade de uma solução contendo 100 gramas (g) de cloreto de sódio, NaCl, em 2,5 litros de solução. Primeiro, determine o "peso da fórmula" de NaCl somando os "pesos atômicos" de seus elementos, Na e Cl, da seguinte forma:
22,99 + 35,45 = 58,44 g NaCl / mole.
Em seguida, calcule o número de moles em 100 g de NaCl, dividindo o peso do NaCl pelo peso da fórmula:
100 g NaCl ÷ [58,44 g NaCl / mole NaCl] = 1,71 moles NaCl.
Finalmente, calcule a molaridade da solução dividindo o número de moles de NaCl pelo volume da solução:
1,71 moles NaCl ÷ 2,5 litros = 0,684 M.
Cálculo do soluto necessário para uma molaridade especificada
Considere um problema que pede o peso do sulfato de sódio, Na2TÃO4, necessário para preparar 250 mililitros (ml) de uma solução 0,5 M. O primeiro passo é calcular o número de mols de Na2TÃO4 requerido multiplicando o volume da solução pela molaridade:
0,25 litros × 0,5 moles de Na2TÃO4/ litro = 0,125 moles Na2TÃO4
Em seguida, o peso da fórmula de Na2TÃO4 é determinado pela soma dos pesos atômicos de seus átomos constituintes. Uma molécula de Na2TÃO4 contém 2 átomos de Na, 1 átomo de S (enxofre) e 4 átomos de O (oxigênio), portanto, seu peso de fórmula é:
[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na2TÃO4/mole
Finalmente, o peso do Na2TÃO4 exigido é calculado multiplicando o número de moles pelo peso da fórmula:
0,125 moles Na2TÃO4 × 142,1 g Na2TÃO4/ mole Na2TÃO4 = 17,76 g Na2TÃO4.