Química · 9.ª–12.ª classe
Como diluir uma solução?
Resposta curta
Diluir uma solução é juntar solvente para baixar a concentração, sem alterar a quantidade de soluto. Por isso a quantidade de matéria antes e depois é a mesma: c1 × V1 = c2 × V2. Exemplo: para obter 100 mL de solução 0,5 mol/L a partir de uma 2 mol/L, V1 = 0,5 × 100 ÷ 2 = 25 mL.
Quando se aplica
A diluição usa-se quando se tem uma solução concentrada («solução-mãe») e se pretende uma mais fraca («solução-filha»): ácidos comerciais, desinfetantes, soluções de laboratório. O que permite calcular é a conservação do soluto: ao juntar água, o volume aumenta, mas o número de moles de soluto não muda.
Pré-requisitos
- Concentração molar: c = n ÷ V (V em litros).
- Conversão de mL em L; na relação c1V1 = c2V2 basta usar a mesma unidade de volume nos dois lados.
- Material: pipeta (graduada ou volumétrica), balão volumétrico, pissete, água destilada.
Diluição
c1 × V1 = c2 × V2 fator de diluição F = c1 ÷ c2 = V2 ÷ V1 1 = solução inicial (concentrada) · 2 = solução final (diluída) Vágua adicionada = V2 − V1 (aproximação para volumes aditivos)
Método passo a passo
- Identifique os dados: c1 (inicial), c2 (final) e V2 (volume final pretendido), ou V1.
- Escolha a incógnita: normalmente V1, o volume a retirar da solução concentrada.
- Aplique V1 = c2 × V2 ÷ c1, com V1 e V2 na mesma unidade.
- No laboratório, meça V1 com a pipeta, passe-o para um balão volumétrico de volume V2, e complete com água destilada até ao traço de aferição.
- Tape e agite o balão, invertendo-o várias vezes.
- Verifique: c2 < c1 e V2 > V1; se o resultado contrariar isto, houve engano.
Atenção
Com ácidos concentrados junte sempre o ácido à água (e nunca o contrário), porque a diluição liberta calor. Comece com um pouco de água no balão, junte o ácido devagar e só depois complete até ao traço.
Nota sobre volumes
Ao misturar líquidos, os volumes nem sempre se somam com exatidão. Por isso, para diluições rigorosas, complete sempre até ao traço do balão, em vez de juntar V2 − V1 de água «às cegas». Em problemas escolares costuma admitir-se que os volumes são aditivos.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Calcular o volume a retirar
Enunciado: Dispõe-se de uma solução 2 mol/L. Que volume dela deve usar para preparar 100 mL de solução 0,5 mol/L?
Resolução:
- c1 = 2 mol/L; c2 = 0,5 mol/L; V2 = 100 mL.
- V1 = c2 × V2 ÷ c1 = 0,5 × 100 ÷ 2 = 25 mL.
Resposta: 25 mL de solução-mãe, completados com água até 100 mL. Verificação: n = 2 × 0,025 = 0,05 mol e 0,5 × 0,1 = 0,05 mol, igual nos dois casos.
Exemplo 2 — Concentração final
Enunciado: Diluem-se 50 mL de solução 1 mol/L até 250 mL. Qual é a concentração final?
Resolução:
- c2 = c1 × V1 ÷ V2 = 1 × 50 ÷ 250 = 0,2 mol/L.
- Fator de diluição: 250 ÷ 50 = 5, e a concentração ficou 5 vezes menor.
Resposta: c2 = 0,2 mol/L. Verificação: 1 ÷ 5 = 0,2.
Exemplo 3 — Quanta água juntar
Enunciado: A 100 mL de solução 0,6 mol/L junta-se água até a concentração ser 0,2 mol/L. Que volume de água se junta, admitindo volumes aditivos?
Resolução:
- V2 = c1 × V1 ÷ c2 = 0,6 × 100 ÷ 0,2 = 300 mL.
- Água adicionada: V2 − V1 = 300 − 100 = 200 mL.
Resposta: juntam-se 200 mL de água. Verificação: o fator de diluição é 0,6 ÷ 0,2 = 3 e 300 ÷ 100 = 3.
Exemplo 4 — Nível de exame: ácido concentrado
Enunciado: Uma solução comercial de HCl tem concentração 12 mol/L. Que volume dela é preciso para preparar 500 mL de solução 0,1 mol/L? E que quantidade de HCl existe na solução final?
Resolução:
- V1 = 0,1 × 500 ÷ 12 = 50 ÷ 12 ≈ 4,17 mL.
- n = c2 × V2 = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol.
- Verificação do n na solução-mãe: 12 × 0,00417 ≈ 0,05 mol.
Resposta: cerca de 4,17 mL de solução-mãe, completados até 500 mL; a solução final tem 0,05 mol de HCl. Verificação: o fator de diluição é 12 ÷ 0,1 = 120 e 500 ÷ 4,17 ≈ 120.
Erros frequentes
- Pensar que se junta o volume final de água. O que se mede é V1 da solução concentrada; a água completa até V2.
- Trocar os índices: usar V1 = c1 × V2 ÷ c2. Teste: a solução concentrada tem de ter o menor volume.
- Misturar unidades de volume (mL de um lado, L do outro) na relação c1V1 = c2V2.
- Confundir diluir com dissolver mais soluto. Na diluição o número de moles de soluto fica igual.
- Juntar água ao ácido concentrado em vez de o ácido à água.
- Obter concentração final maior do que a inicial: sinal certo de que há uma troca nos dados.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Diluem-se 10 mL de solução 3 mol/L até 100 mL. Qual é a concentração final?
Ver solução
c2 = 3 × 10 ÷ 100 = 0,3 mol/L.
2Exercício 2
Que volume de solução 4 mol/L é necessário para preparar 200 mL de solução 0,5 mol/L?
Ver solução
V1 = 0,5 × 200 ÷ 4 = 25 mL.
3Exercício 3
A 50 mL de solução 0,8 mol/L juntam-se 150 mL de água. Qual é a concentração final, admitindo volumes aditivos?
Ver solução
V2 = 50 + 150 = 200 mL; c2 = 0,8 × 50 ÷ 200 = 0,2 mol/L.
4Exercício 4
Tem 80 mL de solução 0,25 mol/L. Que volume de água deve juntar para obter solução 0,1 mol/L? (volumes aditivos)
Ver dica
Primeiro o volume final V2; depois subtraia V1.
Ver solução
V2 = 0,25 × 80 ÷ 0,1 = 200 mL. Água: 200 − 80 = 120 mL.
5Exercício 5
Diluem-se 25 mL de solução de NaCl 0,4 mol/L até 100 mL. Calcule a concentração final e a massa de NaCl na solução final. (Na = 23; Cl = 35,5)
Ver solução
c2 = 0,4 × 25 ÷ 100 = 0,1 mol/L. n = 0,1 × 0,1 = 0,01 mol; m = 0,01 × 58,5 = 0,585 g. Verificação: o mesmo n na solução inicial, 0,4 × 0,025 = 0,01 mol.
Perguntas frequentes
Quando se usa este método?
Sempre que a solução final tem o mesmo soluto que a inicial, mas menor concentração. É o caso de preparar uma solução de laboratório a partir de uma solução-mãe ou de diluir um produto concentrado.
Existe um método mais rápido?
Sim: use o fator de diluição F = c1 ÷ c2. O volume final é F vezes o inicial. No exemplo de 2 para 0,5 mol/L, F = 4, logo V1 = V2 ÷ 4 = 100 ÷ 4 = 25 mL.
Porque é que a quantidade de soluto não muda?
Porque só se junta solvente: nenhum soluto entra nem sai. Como n = c × V, o produto c1V1 do início tem de ser igual ao produto c2V2 do fim.
Que erros são mais comuns?
Trocar V1 e V2, misturar unidades e juntar água ao ácido. Veja «Erros frequentes».
Resumo
- Diluir é juntar solvente; o soluto (n) mantém-se.
- c1V1 = c2V2; fator de diluição F = c1 ÷ c2 = V2 ÷ V1.
- V1 é o volume da solução concentrada a medir; a água completa até V2.
- No laboratório: pipeta, balão volumétrico, completar até ao traço, agitar.
- Ácido sobre água, nunca água sobre ácido concentrado.
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), secção sobre diluição de soluções.
- O protocolo de segurança do seu laboratório escolar, antes de manipular ácidos concentrados.
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