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 a quantidade de um soluto com o volume total da solução:
$$c=\frac{n}{V}$$
em que:
\(c\) - concentração molar (ou simplesmente concentração) (mol dm-3)
\(n\) - 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:
\({c}_{m}\) - concentração mássica (kg m3)
\(m\) - 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 a quantidade componente, \(n_{\text{A}}\), e a quantidade de matéria total na solução, \(n_{\text{total}}\):
$$\chi_{\text{A}}=\frac{n_{\text{A}}}{n_{\text{total}}}$$
em que:
\(\chi\) - fração molar
\(n_{\text{A}}\) - quantidade (número de moles) da substância 1
\(n_{\text{total}}=n_{\text{A}}+n_{\text{B}}+n_{\text{C}}+...\)
A soma das frações molares de todos os componentes da solução é igual à unidade:
$$\chi_{\text{A}}+\chi_{\text{B}}+\chi_{\text{C}}+...=1$$
Fração mássica, \(w\)
A fração mássica do componente A, \({w}_{\text{A}}\), numa solução é igual à relação entre a massa desse componente, \({m}_{\text{A}}\), e a massa da solução, \({m}_{\text{total}}\):
$${w}_{\text{A}}=\frac{{m}_{\text{A}}}{{m}_{\text{total}}}$$
em que:
\({w}_{\text{A}}\) - fração mássica
\({m}_{\text{A}}\) - massa da substância A
\({m}_{\text{total}}={m}_{\text{A}}+{m}_{\text{B}}+{m}_{\text{C}}+...\)
A soma das frações mássicas de todos os componentes da solução é igual à unidade:
$${w}_{\text{A}}+{w}_{\text{B}}+{w}_{\text{C}}+...=1$$
Molalidade, \(\bar{m}\)
A molalidade, \(\bar{m}\), indica a quantidade química (número de moles) de soluto por quilograma de solvente:
$$\bar{m}=\frac{n}{m}$$
em que:
\(\bar{m}\) - molalidade (mol kg-1)
\(n\) - quantidade de 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:
$$\text{%}(m/m)=\frac{m_{\text{soluto}}}{m_{\text{solução}}}\times100$$
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:
$$ppm=\frac{m_{\text{soluto}}}{m_{\text{solução}}}\times10^6$$
Percentagem em volume, \(\text{%} V/V\)
A percentagem em volume expressa o volume de um determinado soluto por 100 unidades de volume da solução:
$$\text{%}(V/V)=\frac{V_{\text{soluto}}}{V_{\text{solução}}}\times100$$