Percentagem de Concentração: Características, Cálculo e Exemplos
A concentração percentual é uma maneira de expressar a proporção do soluto em cem partes de mistura ou dissolução. Deve-se notar que essas "partes" podem ser expressas em unidades de massa ou volume. Graças a esta concentração, é conhecida a composição de uma solução que, ao contrário da de um composto puro, não é constante.
Além disso, não apenas sua composição varia, mas também suas propriedades organolépticas. O jarro de chá na imagem inferior adquire sabores mais intensos (e colorações) à medida que mais especiarias se dissolvem na água gelada. No entanto, embora suas propriedades mudem, a concentração dessas especiarias permanece constante.
Se assumirmos que 100 gramas destes são dissolvidos em água e depois agitados o suficiente para homogeneizar a solução, os gramas serão distribuídos por todo o frasco. A concentração percentual do chá permanece constante mesmo que o conteúdo líquido seja dividido em diferentes recipientes.
Isso só variará se mais água for adicionada ao jarro, que, embora não modifique a massa original das especiarias dissolvidas (soluto), modifica sua concentração. Para o exemplo da taxa de chá, esta concentração pode ser convenientemente expressa como uma massa de soluto entre o volume de água.
Assim, abre o caminho para os casos infinitos em que esses cálculos de concentração desempenham um papel crucial.
O que é uma solução?
A compreensão do termo "solução" é necessária antes de abordar as expressões percentuais de sua concentração.
Uma solução é uma mistura homogênea ou uniforme de duas ou mais substâncias cujas partículas são de tamanho atômico ou molecular.
Os componentes disso são o soluto e o solvente. O soluto é o material dissolvido em uma solução, que é em menor proporção. O solvente é o meio de dispersão em uma solução e é encontrado em uma proporção maior (como a água no jarro de chá).
Características da concentração percentual
- A concentração percentual tem a conveniência de evitar cálculos de molaridade e outras unidades de concentração. Em muitos casos, basta saber a quantidade de soluto dissolvido na solução. No entanto, para reações químicas, um lado é deixado pela concentração molar.
- Facilita a verificação da lei de conservação da massa.
- É expresso em partes por cem de solução, dentro do qual o soluto é contado.
- A relação entre o soluto e a solução pode ser expressa em unidades de massa (gramas) ou volume (mililitros).
Como isso é calculado?
A maneira de calculá-lo depende das unidades em que você deseja expressá-lo. No entanto, o cálculo matemático é essencialmente o mesmo.
Peso por cento em peso% m / m
% (m / m) = (gramas de soluto / gramas de solução) ∙ 100
A percentagem em peso de uma solução indica o número de gramas de soluto em cada 100 gramas de solução.
Por exemplo, uma solução a 10% m / m NaOH contém 10 gramas de NaOH por 100 gramas de solução. Também pode ser interpretado desta maneira: 10 g de NaOH são dissolvidos em 90 g de água (100-10).
Ambos por cento de peso em volume% m / v
% (m / v) = (gramas de soluto / mililitros de solução) ∙ 100
A porcentagem em miligramas é uma unidade de concentração freqüentemente usada em relatórios clínicos para descrever concentrações extremamente baixas do soluto (por exemplo, minerais no sangue).
Como um caso concreto, temos o seguinte exemplo: o nível de nitrogênio no sangue de uma pessoa é de 32 mg%, o que significa que há 32 mg de nitrogênio dissolvido por 100 ml de sangue.
Ambos por cento de volume em volume% v / v
% (v / v) = (mililitros de soluto / mililitros de solução) ∙ 100
O volume percentual em volume de uma solução indica o número de mililitros de soluto em cada 100 mililitros de solução.
Por exemplo, uma solução a 25% v / v de álcool em água, contém 25 mililitros de álcool por 100 mililitros de solução, ou o que é o mesmo: 75 mL de água dissolvem 25 mL de álcool.
Exemplos de cálculos de porcentagem de concentração
Exemplo 1
Se você tem 7 g de KIO 3, quantos gramas de 0, 5% m / m de solução você pode preparar com essa quantidade de sal?
Uma solução a 0, 5% m / m é muito diluída e é interpretada da seguinte forma: para cada 100 gramas de solução, existem 0, 5 gramas de KIO 3 dissolvido. Então, para determinar as gramas desta solução que podem ser preparadas, use os fatores de conversão:
7 g de KIO3 '(100 g Sol / 0, 5 g de KIO3) = 1400 g ou 1, 4 kg de soluo.
Como é possível? Evidentemente, a grande quantidade de massa veio da água; Assim, os 7 gramas de KIO 3 foram dissolvidos em 1393 gramas de água.
Exemplo 2
Se você quiser preparar 500 gramas de uma solução de CuSO 4 a 1%, quantos gramas de sal cúprico são necessários?
Os fatores de conversão são aplicados para limpar o CuSO 4 g desejado:
500 g de Sol CuSO 4 ∙ (1 g de CuSO 4/100 g de Sol CuSO 4 ) = 5 g de CuSO 4
Ou seja, 5 g de CuSO4 (um sal de cores azuladas brilhantes) são dissolvidos em 495 g de água (aproximadamente 495 mL).
Exemplo 3
Se você misturar 400 mL de água, 37 gramas de açúcar, 18 gramas de sal e 13 gramas de sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ), qual é a porcentagem de concentração em massa para cada um dos componentes da mistura?
Assumindo que a densidade da água é 1 g / mL, então a mistura tem 400 g de água. Adicionando a massa total dos componentes da solução, temos: (400 + 37 + 18 + 13) = 468 g de solução.
Aqui o cálculo é direto e simples:
% De água m / m = (400 g de água / 468 g de Sol) ∙ 100 = 85, 47
% Açúcar m / m = (37 g açúcar / 468 g Sol) ∙ 100 = 7, 90
% Sal m / m = (18 g sal / 468 g Sol) ∙ 100 = 3, 84
% Na2SO4 m / m = (13 g Na2SO4 / 468 g Sol) 100 = 2, 77
Somando todas as porcentagens individuais de massa, temos: (85, 47 + 7, 90 + 3, 84 + 2, 77) = 99, 98% ≈ 100%, a mistura total.
