TEXTO-EP-113-QB-73-MOLARIDADE, MOLALIDADE E FRAÇÃO MOLAR: O TRIO DO MOL (SEM MEDO)

Olá, pessoal! Sejam muito bem-vindos a mais um episódio do Papo de Química! Eu sou o professor Edson Souza do IFPE. E no episódio passado, sobre concentração, a gente ficou nas grandezas mais do dia a dia: gramas por litro, porcentagens e título de solução. Agora a gente sobe um degrauzinho: vem com a gente pra molaridade, molalidade e fração molar. Se vc não escutou o episódio 112, vá no seu tocador de áudio favorito e escute.  Se você já viu um "0,1 mol/L" num rótulo ou leu "calcule a fração molar" e pensou: "é hoje que eu desisto...", segura na nossa mão: esse episódio é pra você!

1) Soluções no dia a dia e no laboratório

Vamos começar com o pé no chão: solução não é só coisa de tubo de ensaio, viu?

Nem de longe! Olha isso aqui:

Soro fisiológico 0,9% no hospital? Solução de NaCl em água.

Xarope? Solução com princípio ativo e outras coisinhas.

Água com açúcar, suco em pó, refrigerante... tudo solução!

Agora, no laboratório, o jogo muda um pouco:

Soluções 0,1 mol/L ou 0,01 mol/L são essenciais pra titulação;

Tampões com pH ajustado na medida;

Reagentes em concentrações certinhas pra garantir que a reação funcione.

No fundo, a pergunta é sempre: "quanto de soluto tem aí dentro?" Concentração responde isso.

Um desafio para você?  "Consegue citar 3 soluções do seu dia a dia?"

2) Recado anti-erro: mol, unidades e confusões clássicas

Antes da fórmula, uma verdade: mol é a dúzia da química. Só que em vez de 12, tem 6,02 × 10²³ partículas!

Agora, o pacote anti-erro que salva qualquer questão:

Se aparecer mL, divide por 1000 e vira L;

Se aparecer gramas de solvente, divide por 1000 pra virar kg;

E o mais clássico: molaridade usa o volume da solução pronta, não o volume de água jogado lá no começo!

3) Do cotidiano ao mol: o que muda agora?

No episódio anterior, a gente mediu concentração em gramas por litro, porcentagens... tudo com base em massa. Hoje o foco é quantidade de matéria. Chegamos ao momento "química raiz".

Agora a pergunta vira: quantos mols de soluto tem numa certa quantidade de solução ou de solvente?

E é aí que entram os três campeões:

Molaridade (M): mol/L de solução;

Molalidade (m): mol/kg de solvente;

Fração molar (χ): mols do componente / mols totais.

 4) Molaridade (M) – mol por litro de solução

A molaridade, é o número de mols do soluto dividido pelo volume da solução em litros),símbolo M, é:

M = n / V (número de mols dividido pelo volume em litros)

M em mol/L, Molar

n = mols de soluto

V = volume da solução em litros

E pra achar mol: n = massa / massa molar (massa em g, massa molar em g/mol)

Se tá escrito "HCl 0,1 mol/L", quer dizer: em 1 litro de solução, tem 0,1 mol de HCl.

Vamos a um exemplo 

Dissolveu 29,2 g de NaCl (MM ≈ 58,5 g/mol) e completou para 500 mL. Qual a molaridade?

Mols: n = 29,2 / 58,5 ≈ 0,50 mol

Volume: 500 mL = 0,500 L

M = 0,50 / 0,500 = 1,0 mol/L

Pronto: solução 1,0 M.

Desafio do ouvinte

Você deseja preparar 250 mL de solução de hidróxido de sódio(NaOH) 0,20 mol/L (MM≈40). Qual a massa de NaOH necessária?

Pausa o áudio, pensa e calcula.  Confere  com a gente!"

M = n / V

n = M·V = 0,20 x 0,250 = 0,050 mol

massa = n·MM = 0,050·40 = 2,0 g

então:

Pesa 2,0 g e completa o volume até 250 mL.

Molaridade aparece em titulação, estequiometria em solução, preparo de reagentes.

E detalhe importante: molaridade depende da temperatura, porque volume muda.

Por isso a molalidade é tão usada quando a gente não quer depender de volume.

5) Molalidade (m) – mol por quilo de solvente

Molalidade, “eme minúsculo”:

Molalidade é a relação entre o número de mols do soluto e a massa do solvente em quilogramas

m = n_soluto / massa do solvente (kg)

Aqui é o ponto-chave: é massa do solvente, não da solução.

E como a massa não muda com temperatura, molalidade é ótima pra propriedades coligativas.

Vamos a um exemplo

Qual a molalidade de uma solução que apresenta 18 g de glicose (MM≈180) em 90 g de água. ?

Vamos inicial encontrar o valor de n (número de mols) do soluto

n = 18/180 = 0,10 mol

vamos transformar a massa de água para quilograma

massa solvente = 90 g = 0,090 kg

e a molalidade fica:

 m = 0,10/0,090 ≈ 1,1 mol/kg

Vamos a mais um desafio do ouvinte

.Qual a massa de ureia, de uma solução 2,0 mol/kg de ureia (MM≈60) usando 500 g de água.

Pausa o áudio, pensa e calcula.  Confere  com a gente!"

Queremos a massa de ureia!

massa solvente = 500g  = 0,500 kg

m = n_soluto / massa do solvente (kg)

n= m x massa do solvente

n = 2,0 mol/Kg × 0,500  kg = 1,0 mol

n =m/mol

m = n x mol

massa = 1,0 × 60 = 60 g

A molalidade aparece em  Propriedades coligativas: ΔT = K·m (ebulição e congelamento). Se cair isso, você precisa dominar molalidade.

6) Fração molar (χ) – participação em mol

A Fração molar, é representada por (χ), e indica a relação entre o número de mols de um componente e o número de mols total da solução

Isto é;   χᵢ = nᵢ / n_total

A fração molar não tem unidade

varia de 0 a 1

e a soma de todas dá 1

A fração molar é muito usada em misturas gasosas (Dalton) e soluções ideais (Raoult).

Agora vamos a um exemplo

Uma solução contém 36 g de água (MM 18) e 46 g de etanol (MM 46). Calcule as frações molares?

Inicialmente vamos calcular o número de mols de água e do etanol

• n(H₂O) = 36/18 = 2 mol
• n(etanol) = 46/46 = 1 mol
• n_total = 3 mol
• χ(H₂O) = 2/3≈ 0,67
• χ(etanol) = 1/3 ≈ 0,33

verifique que a soma das frações molares, 0,67+0,33, é igual a 1.

Desafio do ouvinte:

Calcule as frações molares de uma solução que apresenta 0,5 mol de NaCl e 2,0 mol de água.

Inicialmente vamos calcular

Pausa o áudio, pensa e calcula.   Confere  com a gente!"

Já temos o número de mols do NaCl e da água, então o número de mols total é dado por

n_total= 0,5 + 2,0 = 2,5

a fração molar do NaCl é dada pela razão : χ(NaCl) = 0,5/2,5 = 0,20

a fração molar da água é dada pela razão:  χ(H₂O) = 2,0/2,5 = 0,80

Vamos deixar tudo amarrado: Molaridade(M), Molalidade(m) e a fração molar(χ)

M (molaridade) = mol/L de solução

m (molalidade) = mol/kg de solvente

χ (fração molar) = mols do componente / mols totais

Objetivo é o mesmo: quantificar “o quanto tem”. O que muda é o referencial: volume, massa do solvente ou proporção em mol.

E mais pra frente dá até pra converter entre elas usando densidade, mas primeiro: dominar o básico sem trauma.

9) Encerramento

Hoje a gente mergulhou na linguagem do mol: molaridade, molalidade e fração molar.

Se isso te ajudou, manda pra quem tá no ENEM, vestibular ou Química Geral na faculdade.

Segue o Papo de Química no seu tocador favorito e nas redes. E nos próximos episódios a gente pode continuar com diluição, e mistura de soluções.

Manda sugestões e comentários para podcast@papodequimica.com

Bons estudos! Segue a gente em @papodequimica_

E até o próximo Papo de Química!

Lembra: quando você domina concentração, “soluções” deixa de ser problema e vira solução!