Concentração

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.

Se a concentração de um soluto X é igual a 1,2 mol dm^-3, isto quer dizer que por cada dm³ de solução existe 1,2 mol desse soluto.

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 de uma 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:

$$\text{%} (V/V)=\frac{V_{ soluto}}{V_{ solução}}\times100$$