Para caracterizar uma solução é necessário conhecer a sua concentração, ou seja, quanto de cada componente é que existe na solução.
Existem diversas formas de expressar esta informação quantitativa de uma solução:
Concentração molar, \(c\)
A concentração molar de uma solução, \(c\), relaciona o número de moles de um soluto com o volume total da solução:
$$c=\frac{n}{V}$$
em que:
\(n\) - quantidade de soluto (mol)
\(V\) - volume da solução (dm3)
A concentração molar é normalmente expressa em mol dm-3 apesar de no SI ser mol m-3.
Exemplo: se a concentração de cloreto de sódio, \(\text{NaCl}\), numa solução aquosa é igual a 1,2 mol dm-3, isto quer dizer que por cada dm3 de solução existe 1,2 mol de \(\text{NaCl}\). |
Concentração mássica, \(c_{m}\)
É a relação entre a massa de um determinado soluto e o volume da solução:
$$c_{m}=\frac{m}{V}$$
em que:
\(m\) - massa do soluto (kg)
\(V\) - volume da solução (m3)
Também é usual ser calculada em g cm-3.
Fração molar, \(\chi\)
A fração molar do componente A de uma solução é igual à relação entre o número de moles desse componente, \(n_{A}\), e o número de moles total na solução, \(n_{ total}\):
$$\chi_{A}=\frac{n_{A}}{n_{total}}$$
em que:
\(n_{A}\) - quantidade química (número de moles) da substância 1
\(n_{total}=n_{A}+n_{B}+n_{C}+...\)
A soma das frações molares de todos os componentes da solução é igual à unidade:
$$\chi_{A}+\chi_{B}+\chi_{C}+...=1$$
Fração mássica, \(w\)
A fração mássica do componente A numa solução é igual à relação entre a massa desse componente, \({m}_{A}\), e a massa da solução, \({m}_{ total}\):
$${w}_{A}=\frac{{m}_{A}}{{m}_{total}}$$
em que:
\({m}_{A}\) - massa da substância A
\({m}_{total}={m}_{A}+{m}_{B}+{m}_{C}+...\)
A soma das frações mássicas de todos os componentes da solução é igual à unidade:
$${w}_{A}+{w}_{B}+{w}_{C}+...=1$$
Molalidade, \(\bar{m}\)
A molalidade indica a quantidade química (número de moles) de soluto por quilograma de solvente:
$$\bar{m}=\frac{n}{m}$$
em que:
\(n\) - número de moles do soluto
\(m\) - massa do solvente (expressa em kg)
A molalidade é expressa em mol kg-1.
Percentagem em massa, \(\text{%} m/m\)
Este modo de exprimir a concentração de uma solução indica a massa de um soluto por 100 unidades de massa de solução:
$$\text{%} (m/m)=\frac{m_{ soluto}}{m_{ solução}}\times100$$
Partes por milhão, \(ppm\)
Esta é uma unidade utilizada quando a concentração do soluto é muito pequena, indicando a massa de um soluto por 1 milhão de unidades de massa de solução:
$$ppm=\frac{m_{ soluto}}{m_{ solução}}\times10^6$$
Percentagem em volume, \(\text{%} V/V\)
A percentagem em volume expressa o volume de um determinado soluto por 100 unidades de volume da solução:
$$\text{%} (V/V)=\frac{V_{ soluto}}{V_{ solução}}\times100$$