Química · 9.ª–12.ª classe

Como calcular a concentração molar (mol/L)?

  • 8 min de leitura
  • 4 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
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Resposta curta

A concentração molar (c) é a quantidade de matéria de soluto por litro de solução: c = n ÷ V, em mol/L. Se só tiver a massa, calcule primeiro n = m ÷ M. Exemplo: 0,5 mol de soluto em 2 L de solução dá c = 0,5 ÷ 2 = 0,25 mol/L.

Fórmula e significado de cada termo

Concentração molar

c = n ÷ V c = m ÷ (M × V) c em mol/L · n em mol · V em litros de solução · m em g · M em g/mol

  • c: concentração molar, também chamada molaridade. A unidade mol/L pode escrever-se mol·L-1, mol/dm3 ou, em alguns manuais, «M» (molar).
  • n: quantidade de matéria do soluto (a substância dissolvida).
  • V: volume da solução (soluto mais solvente), não do solvente.
  • m e M: massa do soluto e massa molar, quando n não é dado diretamente (n = m ÷ M).

Condições de aplicação

  • O volume deve estar em litros: 250 mL = 0,25 L e 1 dm3 = 1 L.
  • O volume é o da solução final, medido, por exemplo, num balão volumétrico.
  • Para sais que se dissociam, a concentração do sal e a dos iões não são iguais: 0,2 mol/L de CaCl2 dá 0,2 mol/L de Ca2+ e 0,4 mol/L de Cl- (dissociação completa).

Passo a passo

  1. Escreva os dados com unidades (massa ou n, volume).
  2. Converta o volume para litros (divida os mL por 1 000).
  3. Calcule a massa molar do soluto, se tiver massa.
  4. Calcule n = m ÷ M (se n não for dado).
  5. Calcule c = n ÷ V.
  6. Escreva mol/L e verifique: c × V deve devolver n.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Com n e V diretos

Enunciado: Dissolveram-se 0,5 mol de açúcar em água até perfazer 2 L de solução. Qual é a concentração molar?

Resolução:

  1. n = 0,5 mol; V = 2 L.
  2. c = n ÷ V = 0,5 ÷ 2 = 0,25.

Resposta: c = 0,25 mol/L. Verificação: 0,25 × 2 = 0,5 mol.

Exemplo 2 — A partir da massa e de mL

Enunciado: Dissolveram-se 11,7 g de cloreto de sódio, NaCl, em água, até 500 mL de solução. Calcule c. (Na = 23; Cl = 35,5)

Resolução:

  1. M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol.
  2. n = 11,7 ÷ 58,5 = 0,2 mol.
  3. V = 500 mL = 0,5 L.
  4. c = 0,2 ÷ 0,5 = 0,4.

Resposta: c = 0,4 mol/L. Verificação: 0,4 × 0,5 = 0,2 mol e 0,2 × 58,5 = 11,7 g.

Exemplo 3 — Calcular a massa de soluto

Enunciado: Que massa de hidróxido de sódio, NaOH, existe em 250 mL de solução de concentração 0,2 mol/L? (Na = 23; O = 16; H = 1)

Resolução:

  1. V = 250 mL = 0,25 L.
  2. n = c × V = 0,2 × 0,25 = 0,05 mol.
  3. M(NaOH) = 40 g/mol.
  4. m = n × M = 0,05 × 40 = 2.

Resposta: m = 2 g. Verificação: 2 ÷ 40 = 0,05 mol; 0,05 ÷ 0,25 = 0,2 mol/L.

Exemplo 4 — Nível de exame: concentração dos iões

Enunciado: Dissolveram-se 11,1 g de cloreto de cálcio, CaCl2, em água até 500 mL de solução. Calcule a concentração do sal e a de cada ião, admitindo dissociação completa. (Ca = 40; Cl = 35,5)

Resolução:

  1. M(CaCl2) = 40 + 2 × 35,5 = 111 g/mol; n = 11,1 ÷ 111 = 0,1 mol.
  2. c(CaCl2) = 0,1 ÷ 0,5 = 0,2 mol/L.
  3. CaCl2 → Ca2+ + 2Cl-: c(Ca2+) = 0,2 mol/L e c(Cl-) = 2 × 0,2 = 0,4 mol/L.

Resposta: 0,2 mol/L de sal, 0,2 mol/L de Ca2+ e 0,4 mol/L de Cl-. Verificação: em 0,5 L há 0,1 mol de Ca2+ e 0,2 mol de Cl-, a proporção 1 : 2 da fórmula.

Erros frequentes no cálculo

  • Usar o volume em mL em vez de L. É o erro mais comum: 0,1 mol em 500 mL não dá 0,0002 mol/L, mas 0,2 mol/L.
  • Usar o volume do solvente em vez do da solução. O volume pedido é o da solução final.
  • Esquecer de calcular n quando só se dá a massa; c não se obtém dividindo gramas por litros (isso seria concentração mássica, em g/L).
  • Confundir concentração molar com concentração mássica. São grandezas diferentes: c em mol/L e a concentração mássica em g/L (a relação é concentração mássica = c × M).
  • Esquecer a dissociação, dizendo que a concentração de Cl- é igual à de CaCl2.
  • Arredondar antes do fim, o que altera o resultado.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Calcule a concentração de uma solução com 2 mol de soluto em 4 L.

Ver solução

c = 2 ÷ 4 = 0,5 mol/L.

2Exercício 2

Dissolveram-se 4 g de NaOH em água até 100 mL. Calcule a concentração molar. (Na = 23; O = 16; H = 1)

Ver solução

n = 4 ÷ 40 = 0,1 mol; V = 0,1 L; c = 0,1 ÷ 0,1 = 1 mol/L.

3Exercício 3

Que massa de glicose, C6H12O6, é necessária para preparar 500 mL de solução 0,1 mol/L? (C = 12; H = 1; O = 16)

Ver dica

Primeiro n = c × V; depois m = n × M.

Ver solução

n = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol. M = 180 g/mol. m = 0,05 × 180 = 9 g.

4Exercício 4

Que volume de solução 1,5 mol/L contém 0,3 mol de soluto?

Ver solução

V = n ÷ c = 0,3 ÷ 1,5 = 0,2 L = 200 mL.

5Exercício 5

Dissolveram-se 18,25 g de cloreto de hidrogénio, HCl, em água até 250 mL. Calcule a concentração molar e a concentração mássica (g/L). (H = 1; Cl = 35,5)

Ver solução

M(HCl) = 36,5 g/mol; n = 18,25 ÷ 36,5 = 0,5 mol; V = 0,25 L; c = 0,5 ÷ 0,25 = 2 mol/L. Concentração mássica = 18,25 ÷ 0,25 = 73 g/L (também 2 × 36,5 = 73).

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula para calcular a concentração molar?

c = n ÷ V, com n em mol e V em litros de solução. Se só conhecer a massa do soluto, use c = m ÷ (M × V).

Como verificar se o resultado está correto?

Multiplique a concentração obtida pelo volume e confirme que devolve a quantidade de matéria inicial. Veja também se a ordem de grandeza faz sentido: soluções de laboratório do secundário têm normalmente entre 0,01 e 2 mol/L.

Qual é a diferença entre concentração molar e quantidade de matéria?

A quantidade de matéria n é o total de mol de soluto presentes; a concentração molar c é a quantidade por litro de solução. Duas soluções com o mesmo n podem ter c diferentes se tiverem volumes diferentes.

Que erros se cometem ao calcular a concentração molar?

Usar mL em vez de L, usar o volume do solvente e confundir g/L com mol/L. Veja «Erros frequentes no cálculo».

Resumo

  • c = n ÷ V, em mol/L, com V em litros de solução.
  • Se tem a massa: n = m ÷ M primeiro; ou c = m ÷ (M × V).
  • Converta mL em L dividindo por 1 000.
  • Para sais que se dissociam, multiplique pelo número de iões da fórmula.
  • Concentração mássica (g/L) = c × M.

Onde aprofundar

  • O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
  • O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre soluções e concentração.
  • A tabela periódica da IUPAC, para as massas atómicas.

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