Soluções Químicas

Soluções são misturas homogêneas, ou seja, que possuem apenas uma fase mesmo observada através de um ultramicroscópio. Em uma solução as partículas apresentam tamanhos menores que 1 nm. Exemplo: cloreto de sódio dissolvido em água, ar atmosférico, ligas metálicas etc.
Uma mistura também pode ser heterogênea. Estas podem ser classificadas em dois tipos de acordo com o tamanho das partículas presentes. Se as partículas tiverem tamanhos entre 1 e 100 nm são chamados de coloides ou dispersões coloidais. Exemplos: leite, gelatina, neblina etc. Também temos as suspensões onde as partículas são maiores que 100 nm e duas ou mais fases podem ser facilmente visualizadas. Exemplos: água e areia, cloreto de sódio e areia etc.

As soluções podem ser sólidas como uma amostra de latão (composta de zinco e cobre), líquidas como uma mistura de açúcar e água ou ainda gasosas como o ar atmosférico.

Aspectos quantitativos das soluções químicas

Para descrever uma solução precisamos conhecer o que é soluto e solvente. Soluto é o componente que será dissolvido e solvente é o componente que realiza a dissolução.

Concentração comum (g/L)

Indica a massa de soluto por volume de solvente. Geralmente expresso em gramas por litro.
C = m/V

Densidade

É a relação entre a massa da solução e seu volume. Pode ser expresso em g/mL, g/L, g/cm³, etc.
d= m/V

Concentração em ppm

Partes por milhão (ppm) indica quantas partes (pode ser grama, mililitro etc.) do soluto estão presentes em um milhão de partes de solução (1000000).
1 ppm = 1 parte soluto/1000000 partes de solução.

Concentração em quantidade de matéria (mol/L)

Quantidade de mols de soluto (n) presente em um determinado volume da solução.
M = n/V

Título em massa ou em volume

É a relação entre massa do soluto e a massa total da solução ou entre o volume do soluto e volume total da solução.
t_m= m_soluto/m_soluto + m_solvente
t_v= v_soluto/v_soluto + v_solvente

Diluição

Quando fazemos uma diluição quer dizer que adicionamos solvente a uma solução sem que a quantidade de soluto seja alterada. Matematicamente podemos escrever:
C_i.V_i = C_f.V_f
M _i.V_i = M_f.V_f
Exemplos:
1) Em 1 litro solução 20 g/L de NaCl adicionou-se 3 litros. Qual será a concentração final?
C_i.V_i = C_f.V_f
20 . 1 = C_f.(1+4)
C_f = 4 g/L
2) Tem-se 3 litros de uma solução de HCl 2 M e deseja-se obter 1 L de uma solução 0,01 M. Qual o volume da solução inicial que deve-se retirar?
M _i.V_i = M_f.V_f
2.V_i = 0,01.1
V_i = 0,005L ou 5 mL.

Mistura de soluções de mesmo soluto

Quando misturamos soluções com o mesmo soluto não há reação química. A quantidade de soluto na solução final será igual a soma das quantidades de solutos nas solução iniciais. Então podemos escrever:
C_f.V_f = C_A.V_A + C_B.C_B
M _f.V_f = M_A.V_A + M_B.V_B
Exemplo:
(Mackenzie) 200 mL de solução 24,0 g/L de hidróxido de sódio são misturados a 1,3 L de solução 2,08 g/L de mesmo soluto. A solução obtida é então diluída até um volume final de 2,5 L. A concentração em g/L da solução, após a diluição, é aproximadamente igual a: a) 26,0 b) 13,0 c) 3,0 d)5,0 e) 4,0
Primeiramente determinar a concentração após a mistura das duas soluções:
Solução 1: C₁ = 24 g/L e V₁ = 200 mL ou 0,2 L
Solução 2: C₂ = 2,08 g/L e V₂ = 1,3 L
Solução final: C_f = ? e V_f = 1,3 + 0,2 = 1,5 L
C_f.V_f = C₁.V₁ + C2.V2
C_f = (0,2 x 2,4 + 1,3 x 2,08) / 1,5 = 5,0 g/L
Agora considerar a diluição realizada após a mistura das soluções:
Solução inicial: C_i = 5,0 g/L e V_i = 1,5 L
Solução final (após diluição): C_f = ? e V_f = 2,5 L
C_i.V_i = C_f.V_f
5 x 1,5 = Cf x 2,5
C_f = 3,0 g/L → letra c.
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