CONCENTRAÇÃO PERCENTUAL: CARACTERÍSTICAS, CÁLCULO E EXEMPLOS - QUÍMICA - 2025

A concentração percentual é uma forma de expressar a proporção do soluto em cem partes de mistura ou solução. 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 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 abaixo assume sabores (e cores) mais intensos à medida que mais especiarias são dissolvidas 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 se o conteúdo líquido for dividido em recipientes diferentes.

Isso irá variar apenas se mais água for adicionada ao jarro, o 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 em massa de soluto dividida pelo volume de água.

Assim, abre-se espaço para os infinitos casos em que esses cálculos de concentração desempenham um papel crucial.

O que é uma solução?

Uma 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 se encontra em menor grau. Solvente é o meio de dispersão em uma solução e é encontrado em maior proporção (como a água em uma jarra de chá).

Características da concentração percentual

- A concentração percentual apresenta a conveniência de evitar cálculos de molaridade e outras unidades de concentração. Em muitos casos, é suficiente saber a quantidade de soluto dissolvido na solução. No entanto, para reações químicas, a concentração molar é deixada de lado.

- Facilita a verificação da lei de conservação de massa.

- É expresso em partes por cem de solução, dentro das quais o soluto é contado.

- A relação entre o soluto e a solução pode ser expressa em unidades de massa (gramas) ou volume (mililitros).

Como é calculado?

A forma de calculá-lo depende das unidades em que você deseja expressá-lo. No entanto, o cálculo matemático é essencialmente o mesmo.

Peso percentual em peso% m / m

% (m / m) = (gramas de soluto / gramas de solução) ∙ 100

A porcentagem em peso de uma solução indica o número de gramas de soluto em cada 100 gramas de solução.

Por exemplo, uma solução de NaOH a 10% m / m contém 10 gramas de NaOH por 100 gramas de solução. Também pode ser interpretado da seguinte forma: 10 g de NaOH são dissolvidos em 90 g de água (100-10).

Peso percentual em volume% m / v

% (m / v) = (gramas de soluto / mililitros de solução) ∙ 100

Porcentagem em miligramas é uma unidade de concentração freqüentemente usada em relatórios clínicos para descrever concentrações extremamente baixas de 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 existem 32 mg de nitrogênio dissolvido por 100 ml de sangue.

Percentual de volume por volume% v / v

% (v / v) = (mililitros de soluto / mililitros de solução) ∙ 100

O volume percentual do 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 igual: 75 mL de água dissolvem 25 mL de álcool.

Exemplos de cálculos de concentração percentual

Exemplo 1

Se você tem 7 g de KIO ₃, quantos gramas de uma solução 0,5% m / m podem ser preparados 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 há 0,5 gramas de KIO ₃ dissolvidos. Então, para determinar os gramas desta solução que podem ser preparados, os fatores de conversão são usados:

7 g KIO ₃ ∙ (100 g Sol / 0,5 g KIO ₃) = 1400 g ou 1,4 Kg de solução.

Como é possível? Obviamente, 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 resolver o g desejado de CuSO ₄:

500 g de sol de CuSO ₄ ∙ (1 g de CuSO ₄ /100 g de Sol CuSO ₄) = 5 g de CuSO ₄

Em outras palavras, 5 g de CuSO ₄ (um sal com cores azuladas brilhantes) são dissolvidos em 495 g de água (aproximadamente 495 mL)

Exemplo 3

Se 400 mL de água, 37 gramas de açúcar, 18 gramas de sal e 13 gramas de sulfato de sódio (Na ₂ SO ₄) são misturados, qual é a concentração percentual em massa para cada um dos componentes da mistura?

Se a densidade da água for considerada 1g / mL, então a mistura tem 400 g de água disponíveis. Somando a massa total dos componentes da solução temos: (400 + 37 + 18 + 13) = 468 g de solução.

Aqui, o cálculo é direto e simples:

% Água m / m = (400 g água / 468 g Sol) ∙ 100 = 85,47

% Açúcar m / m = (37 g açúcar / 468 g Sol) ∙ 100 = 7,90

% De sal m / m = (18 g de sal / 468 g de Sol) ∙ 100 = 3,84

% De Na ₂ SO ₄ m / m = (13 g de Na ₂ SO ₄ /468 g Sol) ∙ 100 = 2,77

Somando todas as porcentagens de massa individuais, temos: (85,47 + 7,90 + 3,84 + 2,77) = 99,98% ≈ 100%, a mistura total.

Referências

1. Christian Rae Figueroa. (14 de setembro de 2016). Unidades de concentração. Química recuperada em 11 de maio de 2018, em: chem.libretexts.org
2. Ian Mills, Tomislav Cvitas, Klaus Homann, Nikola Kallay. (1998). Quantidades, unidades e símbolos em físico-química. Segunda edição. Blackwell Science.
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning, p 100-103.
4. Clackamas Community College. (2011). Lição 4: Concentrações percentuais. Obtido em 11 de maio de 2018, em: dl.clackamas.edu
5. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9 de maio de 2018). Concentração percentual do volume (v / v%). Obtido em 11 de maio de 2018, em: Thoughtco.com
6. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Como medir a concentração usando molaridade e solução percentual. Obtido em 11 de maio de 2018, em: dummies.com
7. Armando Marín B. Concentrações.. Obtido em 11 de maio de 2018, em: amyd.quimica.unam.mx