Molaridade — Fórmula, Diluição e Exercícios Resolvidos

Molaridade é a concentração de uma solução em mols de soluto por litro de solução. Para calculá-la, use $M = n/V$, converta o volume final para litros e, se necessário, converta primeiro gramas em mols.

A fórmula principal é

$$M = \frac{n}{V}$$

em que $M$ é a molaridade, $n$ é o número de mols de soluto e $V$ é o volume final da solução em litros.

Se você lembrar de apenas um detalhe, lembre-se do denominador: a molaridade usa litros de solução, não litros de solvente. Se um exercício disser "complete a solução até $250\ \mathrm{mL}$", esse volume final da solução é o valor que você deve usar.

O que significa a fórmula da molaridade

Uma solução $1.0\ \mathrm{M}$ contém $1.0$ mol de soluto por $1.0$ litro de solução. Isso não significa que você adicionou o soluto a exatamente $1.0$ litro de água. Depois da mistura, o que importa é o volume final da solução.

É por isso que a molaridade é útil no laboratório: o volume final da solução é algo que você pode medir diretamente com balões volumétricos, pipetas e buretas.

Como calcular a molaridade a partir de mols ou gramas

Use sempre a mesma sequência:

1. Encontre a quantidade de soluto em mols.
2. Converta o volume final da solução para litros.
3. Divida os mols pelos litros de solução.

Se o exercício fornecer massa em vez de mols, faça primeiro a conversão:

$$n = \frac{\text{mass}}{\text{molar mass}}$$

Por exemplo, se você conhece a massa do soluto em gramas e sua massa molar em $\mathrm{g/mol}$, essa etapa fornece o número de mols necessário para a fórmula da molaridade.

Exemplo resolvido: molaridade a partir de gramas e volume

Suponha que $5.84\ \mathrm{g}$ de NaCl sejam dissolvidos e que o volume final da solução seja $500\ \mathrm{mL}$. Determine a molaridade.

Primeiro, converta gramas em mols. Usando uma massa molar de aproximadamente $58.44\ \mathrm{g/mol}$ para o NaCl,

$$n = \frac{5.84}{58.44} \approx 0.100\ \mathrm{mol}$$

Agora converta o volume:

$$500\ \mathrm{mL} = 0.500\ \mathrm{L}$$

Em seguida, aplique a fórmula da molaridade:

$$M = \frac{0.100}{0.500} = 0.200\ \mathrm{mol/L}$$

Portanto, a solução é

$$0.200\ \mathrm{M}$$

Esse caminho completo é o padrão por trás de muitos cálculos de molaridade: gramas -> mols -> litros -> molaridade.

Quando a fórmula de diluição funciona

Quando você dilui uma solução, adiciona solvente, mas mantém inalterada a quantidade do mesmo soluto. Nessa condição, o número de mols antes e depois da diluição é igual, o que leva a

$$M_1 V_1 = M_2 V_2$$

Essa equação só funciona se o mesmo soluto estiver sendo diluído e nenhum soluto for perdido ou consumido em uma reação.

Exemplo rápido

Se você pegar $25.0\ \mathrm{mL}$ de uma solução de NaCl $1.20\ \mathrm{M}$ e diluí-la até $100.0\ \mathrm{mL}$, então

$$M_2 = \frac{M_1 V_1}{V_2} = \frac{(1.20)(25.0)}{100.0} = 0.300\ \mathrm{M}$$

A concentração diminui porque a mesma quantidade de soluto fica distribuída em um volume final maior.

Erros comuns em cálculos de molaridade

Usar mililitros como se fossem litros

Se você colocar $250\ \mathrm{mL}$ em $M = n/V$ como $250$ em vez de $0.250$, sua resposta ficará errada por um fator de $1000$.

Usar o volume do solvente em vez do volume da solução

A molaridade se baseia no volume final da solução inteira. Se o exercício disser "dilua até $1.00\ \mathrm{L}$", use $1.00\ \mathrm{L}$.

Pular a conversão de gramas para mols

A massa não entra diretamente na fórmula da molaridade. Você precisa primeiro dos mols.

Usar $M_1 V_1 = M_2 V_2$ no problema errado

Esse atalho serve apenas para diluição. Se uma reação química alterar a quantidade de soluto, use mols e a equação balanceada.

Onde a molaridade é usada em química

A molaridade aparece no preparo de soluções, em titulações, em processos de diluição e em estequiometria de soluções. Ela é especialmente útil quando o problema é construído em torno de volumes medidos.

Como a molaridade depende do volume, ela pode mudar se a temperatura variar o suficiente para alterar perceptivelmente o volume da solução. Na maioria dos problemas introdutórios, esse efeito é ignorado, a menos que a questão chame atenção para isso.

Dois exercícios rápidos de molaridade

Tente resolver estes sem voltar ao exemplo resolvido:

1. Qual é a molaridade de uma solução preparada dissolvendo $0.250\ \mathrm{mol}$ de glicose e ajustando o volume final para $1.00\ \mathrm{L}$?
2. Qual é a nova concentração se $50.0\ \mathrm{mL}$ de uma solução $0.80\ \mathrm{M}$ forem diluídos até $200.0\ \mathrm{mL}$?

Respostas:

1. $0.250\ \mathrm{M}$
2. $0.20\ \mathrm{M}$

Tente um problema parecido

Monte sua própria versão mudando apenas um número no exemplo resolvido, como a massa do soluto ou o volume final, e resolva novamente desde o início. Se quiser um caso próximo que use a mesma lógica de concentração dentro de uma reação, continue em Titration Calculations.