As concentrações são um conceito crucial em química e, ao combinar soluções com diferentes concentrações, você precisa saber como calcular a concentração final. Embora você possa usar uma calculadora de razão de diluição ou algo semelhante (consulte Recursos) para descobrir isso, é muito melhor aprenda a matemática em si, para que possa fazer você mesmo com a calculadora do seu telefone celular sem a necessidade de Ferramentas.
Depois de aprender os conceitos-chave subjacentes às concentrações e aprender algumas fórmulas simples, você será capaz de lidar com qualquer cálculo de que provavelmente precisará no laboratório.
Soluções de compreensão
Uma solução é um mistura homogênea de duas substâncias, o solvente (por exemplo, água) e o soluto (a coisa que você dissolve na água), com "homogêneo" apenas informando que os dois estão completamente misturados.
A solução em si é a combinação desses dois componentes, então o volume de uma solução indica o total montante quando os dois foram combinados. Você precisa de duas informações para quantificar totalmente a concentração de uma solução: a quantidade de solvente e a quantidade de soluto (ou a quantidade total da solução).
A maneira mais geral de descrever a concentração de soluções (ou seja, quão "fortes" elas são) é por dividindo a quantidade de soluto pela quantidade da solução total, com ambos expressos no mesmas unidades. Por exemplo, se você adicionar 30 ml de ácido clorídrico a 270 ml de água, terá uma solução (30 ml / 300 ml) × 100 = 10% de ácido clorídrico em água. Como uma fórmula:
No entanto, em química, a concentração de soluções é frequentemente expressa como uma "molaridade" (um molar concentração), que é definido como o número de moles de soluto dividido pelo número de litros de solução. Isso dá a você um valor em moles por litro, onde um mol de uma substância é o equivalente à sua massa atômica ou molecular em gramas.
Calculando Diluições
Se você começar com uma solução com uma determinada molaridade e, em seguida, diluí-la, você pode usar uma fórmula simples para encontrar a concentração final, ou o volume para o qual você precisará diluí-la, a fim de atingir um determinado concentração. A fórmula é:
Onde M é a molaridade, e V é o volume da solução, com os subscritos i e f representando "inicial" e "final". Então, desde que você conheça o molaridade e volume com os quais você começa, e tanto a molaridade ou volume final que você deseja, você pode resolver para o restante quantidade.
Você encontra o valor desejado dividindo o lado esquerdo (o produto do volume inicial pela molaridade) pelo valor que você conhece à direita. Por exemplo, se você tem uma solução de 0,5 L de 2 M (ou seja, uma molaridade de 2) e deseja uma solução com 0,5 M de molaridade, de que volume final você precisa?
Reorganize para obter:
Então:
Você precisa diluir a solução para 2 litros. Para usar esta fórmula para outras unidades (por exemplo, galões), você só precisa garantir que a concentração (ou seja, a molaridade) seja expressa em a mesma unidade que o volume, então você pode usar isso como uma calculadora de diluição em galões se você expressar a concentração em moles por galão.
Calculadora de concentração final em geral
Se você precisar calcular a concentração final para uma situação mais complicada, a abordagem mais fácil é voltar à definição básica de concentração.
Por exemplo, se você estiver misturando duas soluções com concentrações diferentes, para encontrar a concentração final, você precisará da quantidade final de soluto e da quantidade final de toda a solução. Você pode descobrir isso se calcular a quantidade de soluto em ambas as misturas originais, some-as e, a seguir, divida pela quantidade total de solução. Você pode então multiplicar por 100 se quiser como uma porcentagem.
Por exemplo, digamos que você tenha uma solução de 2 por cento (em massa) de sal em água, com 100 g de solução no total, e uma solução de 10 por cento de sal em água com 150 g de solução no total.
A primeira solução contém 0,02 × 100 g = 2 g de sal e a segunda solução contém 0,10 × 150 g = 15 g de sal. Portanto, no total, você tem 2 g + 15 g = 17 g de sal e 100 g + 150 g = 250 g de solução. Isso dá uma solução final de concentração de 17 g / 250 g = 0,068 ou 6,8 por cento.
