Uma mistura homogênea de pelo menos duas substâncias é considerada uma solução. Embora pensemos em uma solução principalmente como um líquido, misturas gasosas e sólidas também são soluções. No entanto, um grupo muito grande de reações químicas, tanto em escala laboratorial quanto industrial, ocorre em meio aquoso. Existem três tipos de soluções líquidas – o solvente é sempre líquido, mas o soluto pode ser um gás, líquido ou sólido. Entre os exemplos estão soluções aquosas de cloreto de hidrogênio, etanol e sal de cozinha.
Descrevendo a composição da solução
A característica mais importante de qualquer solução é a definição de sua composição. A capacidade de determinar a composição de uma solução e recalculá-la dependendo das unidades de interesse é uma habilidade básica de todo químico. A quantidade de determinado ingrediente em uma mistura pode ser definida de várias formas, por exemplo, por massa, volume ou molaridade. Por isso, também existem vários tipos de concentração, definindo a dependência da quantidade do componente com a quantidade da solução ou mistura. Na maioria das vezes, ao descrever a composição das soluções, usamos os termos: fração de massa, fração de volume, fração molar e concentração molar. As frações indicam que parte de uma determinada mistura o ingrediente de interesse representa. Eles podem ser expressos em unidades de massa, volume ou moles do composto.
concentração molar
Esta é a concentração mais frequentemente escolhida, devido à conveniência de uso ao determinar o número de moles da substância contida no volume da solução. A base teórica é a afirmação de que soluções de duas substâncias diferentes da mesma concentração e volume, na mesma temperatura, contêm o mesmo número de moles e, portanto, o mesmo número de moléculas do soluto. Com base nesta relação, para soluções com concentrações molares iguais é possível misturar volumes apropriados de soluções para atingir a proporção correta do número de moles determinado pelos coeficientes estequiométricos. Isso significa que, se pensarmos em reações do tipo A + B → C, onde um mol da substância A reage com um mol da substância B, volumes iguais das duas soluções com a mesma concentração molar devem ser misturados para que a reação ocorra completamente. No caso de uma reação do tipo A + 2B → C, ou seja, um mol da substância A reage com dois mols da substância B, deve-se misturar um volume da solução A com dois volumes da solução B. A concentração molar, denotada por C m , define o número de moles de uma substância contida em uma unidade de volume, geralmente em 1 dm 3 , de uma solução. A fórmula que permite o cálculo da concentração molar é o quociente entre o número de moles da substância (n s ) e o volume total da solução (V sol ) em dm 3 : 
Usando a unidade básica de volume de acordo com o sistema SI, ou seja, metro cúbico, quilomoles devem ser usados como a unidade da quantidade da substância. No entanto, este não é um grande problema computacional, porque 
. A unidade de concentração molar C m é definida como mol por decímetro cúbico, muitas vezes notado como M. 1 mol/dm 3 = 1M 
O uso da concentração molar
a) Cálculo da concentração molar com base no teor do componente na solução Exemplo 1. A solução contém 30 g de hidróxido de potássio em 3,0 dm 3 da solução. Calcule sua concentração molar. Etapa 1. Cálculo da massa molar de KOH 
Etapa 2. Cálculo do número de moles de KOH na solução 
Etapa 3. Cálculo da concentração molar usando a fórmula 
Resposta: A concentração molar de uma solução de hidróxido de potássio contendo 30 g da substância em 3,0 dm 3 da solução é C m = 
b) Preparação de uma solução com uma dada concentração Exemplo 2. Calcule a massa de glucose (C 6 H 12 O 6 ) necessária para a preparação de 300 cm 3 de uma solução com uma concentração de 0,32 mol/dm 3 . Etapa 1. Cálculo da massa molar da glicose 
Etapa 2. Cálculo da massa de glicose necessária, usando a fórmula molar convertida, sabendo que 
: 
Após esses cálculos, sabemos que para preparar tal solução, 17,30 g de glicose devem ser pesados e transferidos quantitativamente para um balão volumétrico de 300 cm 3 . Resposta: Para preparar 300 cm 3 de uma solução de glicose com concentração molar de 0,32 mol/dm 3 , deve-se pesar 17,30 g da substância. c) Diluição e concentração de soluções concentradas Usando a concentração molar, também podemos preparar uma solução de uma dada concentração (C m2 ) diluindo a solução concentrada (C m1 ), onde: 
Durante a diluição, apenas o volume da solução muda, o número de moles do soluto permanece inalterado. Então pode-se supor que: 
Transformando a fórmula para concentração molar, obtemos as seguintes relações: 
Sabendo disso, obtemos a equação: 
A fórmula para a diluição das soluções, considerando a concentração molar, incluindo a recém-obtida (C mx ) pode ser anotada como: 
Exemplo 3. Que volume de ácido 0,150 mol/dm 3 pode ser obtido diluindo 250 cm 3 de uma solução 0,750 mol/dm 3 desse ácido com água? Etapa 1. Transformação da fórmula assumindo que a concentração de água é C m2 = 0 mol/dm 3 . 
Etapa 2. Cálculo do volume total (V x ) 
Alternativamente, as relações de permanência do número de moles durante a diluição podem ser usadas: 
Resposta: Para diluir o ácido na concentração necessária, deve-se usar 1,25 dm 3 de água. Exemplo 4. Calcule quanta água deve ser evaporada de 300 cm 3 de uma solução com concentração de 0,125 mol/dm 3 para obter uma solução com concentração de 1,50 mol/dm 3 . Passo 1. Transformação da fórmula para a mudança na concentração molar com a suposição de que a concentração molar de água é C m2 = 0 mol/dm 3 . 
Resposta: Para concentrar a solução, 275 deve ser evaporado. A conversão de concentração molar versus concentração percentual No trabalho diário de laboratório, é necessário converter diferentes concentrações de soluções. Na maioria das vezes, a concentração molar e a concentração percentual são usadas. É possível alternar entre eles usando a densidade da solução. Este parâmetro deve ser introduzido nas fórmulas das concentrações de interesse: 
Na transformação, podemos ver a relação entre a massa da substância e a massa da solução, que é a base da concentração percentual, expressa pela fórmula: 
Substituindo a fórmula da concentração percentual na fórmula previamente transformada da concentração molar, obtemos uma relação que nos permite alternar livremente entre os dois valores: 
A única limitação da fórmula é o uso de unidades apropriadas, por isso vale a pena considerá-las em todos os cálculos. Exemplo 5. Calcule a concentração molar de ácido sulfúrico (VI) sabendo que sua concentração percentual é C p = 98,0%e sua densidade é d = 1,84 kg/dm 3 . Isso pode ser calculado usando dois métodos: Método 1. Em poucas etapas, sem usar uma fórmula Etapa 1. Cálculo da massa de 1,00 dm 3 do ácido 
Etapa 2. Cálculo da massa do ácido levando em consideração a concentração percentual 
Etapa 3. Cálculo do número de moles 
Passo 4. Cálculo da concentração molar sabendo que é o número de moles da substância em 1 dm 3 da solução 
Método 2. Usando a relação entre concentração percentual e concentração molar 
Resposta: A concentração molar desse ácido é 18,4 mol/dm 3 .
