Diluição de soluções

Teoria Completa

A gente já viu váaarias maneiras de medir a concentração de soluções, não é? O que todas elas tem em comum?

Elas são todas uma medida da quantidade de soluto por quantidade de solução (ou de solvente)!

Ou seja, a gente pode escrever, de maneira geral:

c o n c e n t r a ç ã o   d e   u m a   s o l u ç ã o = q u a n t i d a d e   d e   s o l u t o q u a n t i d a d e   d e   s o l u ç ã o   o u   d e   s o l v e n t e

A gente viu também que uma solução concentrada é uma solução com uma concentração grande, e uma solução diluída tem concentração pequena, não é? Daí a gente tira o que é diluir: é simplesmente diminuir a concentração de uma solução!

À partir da fórmula geral da concentração de uma solução, a gente tem 2 opções: ou a gente diminui a quantidade de soluto, ou aumenta a quantidade de solução/solvente!

Na diluição, a gente diminui a concentração de uma solução aumentando a quantidade de solvente (e, consequentemente, a quantidade total de solução!).

Mas como a gente quantifica isso?

Vamos começar por um exemplo! A gente tem uma solução de N a O H de concentração 1 mol/L. A gente quer que a solução final tenha 0,5 mol/L de NaOH:

Na figura dá pra ver que a quantidade total de solução aumentou (o que causa a alteração na concentração), mas a quantidade de NaOH (bolinhas vermelhas) é a mesma. A gente também pode reparar que o mesmo volume de solução (representado pelo quadradinho na imagem) contém menos moléculas na solução diluída!

O mais importante de perceber em uma diluição é que a gente NÃO ALTERA A QUANTIDADE DE SOLUTO!

Vamos voltar pra definição de concentração, dessa vez usando o volume de solução:

c o n c e n t r a ç ã o = q u a n t i d a d e   d e   s o l u t o   ( e m   m a s s a   o u   e m   m o l ) v o l u m e   d e   s o l u ç ã o

q u a n t i d a d e   d e   s o l u t o = c o n c e n t r a ç ã o × v o l u m e   d e   s o l u ç ã o

Se, quando fazemos uma diluição, a quantidade de soluto não muda, podemos igualar a quantidade de soluto de antes da diluição com a quantidade de soluto de depois, né?

q u a n t i d a d e   d e   s o l u t o   a n t e s = q u a n t i d a d e   d e   s o l u t o   d e p o i s

c o n c e n t r a ç ã o a n t e s × v o l u m e a n t e s = c o n c e n t r a ç ã o d e p o i s × v o l u m e d e p o i s

c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

Onde v f i n a l   é a soma de todos os volumes que foram adicionados na solução original (contendo eles soluto ou não!).

Guarda essa fórmula no coração, porque a gente consegue resolver praticamente todos os problemas de diluição com ela!!! 😊

E aí, vamos praticar?

Expandir

Exercício Resolvido #1

Peter Atkins & Loretta Jones. Princípios da Química, 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, pp F59-Exercício Exemplo G.4

Precisamos preparar 250 mL de uma solução 1,24 × 10 - 3 M de NaOH(aq) e usaremos uma solução estoque de concentração 0,038   M de NaOH. Que volume da solução estoque será necessário?

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Passo 1

A gente tem que fazer uma diluição da solução original!

De c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l , temos:

0,038 m o l L × v i n i c i a l = 0,25   L × 1,24 × 10 - 3 m o l L

v i n i c i a l = 8,158 × 10 - 3 L

Ou seja, precisaremos diluir 8,158 mL da solução estoque.

Resposta

Exercício Resolvido #2

Peter Atkins & Loretta Jones. Princípios da Química, 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, pp F59-Exercício G.12

a) Uma amostra de 12,56 mL de uma solução 1,345 M de K 2 S O 4 ( a q ) é diluída até 250 mL. Qual é a concentração molar de K 2 S O 4 na solução diluída?

b) Uma amostra de 25 mL de uma solução 0,366 M de HCl(aq) é retirada de uma garrafa de reagente com uma pipeta. A amostra é transferida para um balão volumétrico de 125 mL e diluída com água até a marca. Qual é a concentração molar da solução de ácido clorídrico diluída?

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Passo 1

a) Vamos usar aquela fórmula mágica da diluição 😊

c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

Nesse caso, não conhecemos a concentração final, logo:

1,345   M × 12,56   m L = c f i n a l × 250   m L

c f i n a l = 0,0675   M

Passo 2

b) Essa questão é a mesma da (a)! A gente dilui uma quantidade de mols conhecida (e que pode ser calculada por c i n i c i a l × v i n i c i a l ) até um volume de 125 mL.

Usando a fórmula...

c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

0,366   M × 25   m L = c f i n a l × 125   m L

c f i n a l = 0,0732   M

Observação: a gente pode usar a unidade que quiser no volume, é só se ligar que a unidade que a gente usa de um lado, tem que usar do outro! Então, se a gente usa o volume em mL, os dois volumes (inicial e final), tem que ser em mL.

Resposta

a) 0,0675 mol/L

b) 0,0732 mol/L

Exercício Resolvido #3

Peter Atkins & Loretta Jones. Princípios da Química, 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, pp F59-Exercício G.13

a) Que volume de uma solução 0.778M de N a 2 C O 3 a q deveria ser diluído até 150 mL com água para reduzir sua concentração a 0,0234M de N a 2 C O 3 a q ?

b) Um experimento necessita de 60 mL de 0,5M de NaOH (aq). O técnico do laboratório só encontrou um frasco contendo uma solução 2,5M de NaOH(aq). Como fazer para preparar a solução 0,5 M de NaOH(aq)?

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Passo 1

a) A gente precisa fazer uma diluição do N a 2 C O 3 a q !

c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

0,778 M × v i n i c i a l = 0,0234 M × 150   m L

v i n i c i a l = 4,51   m L

O volume inicial a ser diluído é, portanto, 4,51 mL.

Passo 2

b) A gente precisa pipetar um volume da solução mais concentrada e diluí-la até 60 mL!

c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

2,5   M × v i n i c i a l = 0,5 M × 60 m L

v i n i c i a l = 12   m L

Assim, precisamos pipetar 12mL da solução mais concentrada, colocar em um balão, e completar o volume com água destilada até 60 mL 😊

Resposta

Exercício Resolvido #4

BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed. Prentice-Hall, 2005, Exercício 4.59

a) Você tem uma solução estoque 14,8 mol/L de N H 3 . Quantos mililitros dessa solução você diluiria para preparar 100 mL de uma solução 0,250 mol/L de N H 3 ?

b) Se você tomar uma alíquota de 10 mL da solução estoque e diluir para um volume total de 0,250 L, qual será a concentração final da solução?

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Passo 1

a) Usando a fórmula da diluição...

c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

14,8 m o l L × v i n i c i a l = 0,250 m o l L × 100 m L

v i n i c i a l = 1,69   m L

Assim, precisamos usar 1,69 mL da solução estoque para conseguir uma concentração de 0,250 M em 100mL.

Passo 2

b) De novo, usando a fórmula:

c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

14,8   M × 10   m L = c f i n a l × 250 m L

c f i n a l = 0,592 m o l L

A concentração final da solução vai ser 0,592M.

Resposta

Exercício Resolvido #5

BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed. Prentice-Hall, 2005, Exercício 4.60

a) Quantos mililitros de uma solução estoque de 12 mol/L de H N O 3 você terá de usar para preparar 0,5 L de 0,5 mol/L de H N O 3 ?

b) Se você diluir 25 mL da solução estoque para um volume final de 0,5 L, qual será a concentração da solução diluída?

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Passo 1

a) Usando a fórmula da diluição...

c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

12   M × v i n i c i a l = 0,5   M × 500   m L

v i n c i a l = 20,83   m L

É necessário 20,83 mL de solução para conseguir essa concentração final!

Passo 2

b) c i n i c i a l × v i n i c i a l = c f i n a l × v f i n a l

Como a concentração da solução estoque é 12 M,

12   M × 25 m L = c f i n a l × 500   m L

c f i n a l = 0,6 m o l L

A concentração final vai ser de 0,6 M.

Resposta

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