Densidade das soluções

Densidade das soluções é uma propriedade física dessas misturas homogêneas, ou seja, pode ser obtida por meio da determinação laboratorial de algumas variáveis, a exemplo da temperatura, peso, volume, etc.

A balança é um instrumento fundamental na determinação do peso de uma solução

No caso da densidade das soluções, as variáveis determinadas de forma prática são volume (com a utilização de um recipiente graduado, como a proveta) e o peso (determinado por uma balança).

Recipiente que pode ser utilizado para determinar o volume de uma solução

Assim como a densidade de qualquer matéria, a densidade das soluções é determinada quando estabelecemos a relação entre a massa e o volume da solução, como mostra a expressão abaixo:

d = m
       V

Nessa expressão:

• m = massa da solução;

• V = volume da solução.

Vale ressaltar que, no preparo de uma solução, são utilizados obrigatoriamente soluto e solvente, os quais apresentam massas individuais. Logo, a massa da solução (m) é a resultante da soma entre a massa do soluto (m₁) e a massa do solvente (m₂):

m = m₁ + m₂

Dessa forma, podemos escrever a fórmula da densidade das soluções substituindo a massa da solução pela soma das massas do soluto e do solvente:

d = m₁ + m₂
            V     

Podemos ainda considerar o volume da solução como sendo a soma do volume do soluto com o volume do solvente, porém, na grande maioria das misturas, não temos uma variação expressiva no volume.

Veja alguns exemplos de cálculos que envolvem a densidade das soluções:

Exemplo 1: Uma quantidade igual a 40,0 g de KNO₃ foi dissolvida em 190 cm³ de água, resultando em 200 cm³ de solução. Calcule a densidade em g/L dessa solução. Considere: d_água = 1 g/mL.

Os dados fornecidos pelo exercício são:

Massa do soluto (m₁) = 40;

Volume do solvente (V₂) = 190 cm³;

Densidade do solvente (V₂) = 1 g/cm³;

Volume da solução (V) = 200 cm³.

• 1º Passo: Determinação da massa do solvente.

Para tal, devemos utilizar a fórmula da densidade exclusiva para o solvente:

d₂ = m₂
         V₂

1 = m₂
     190

m₂ = 1.190

m₂ = 190 g

• 2º Passo: Transformação da unidade do volume de cm3 para L.

Para realizar essa transformação, basta dividir o volume 200 cm³ por 1000, o que resulta em 0,2 L.

• 3º Passo: Cálculo da densidade da solução.

As massas do soluto e do solvente e o volume da solução serão utilizados na seguinte expressão:

d = m₁ + m₂
            V     

d = 40 + 190
           0,2    

d = 230
       0,2

d = 1150 g/L

Exemplo 2: Considere que, em um hospital, um auxiliar prepara uma solução adicionando 1,50 g de glicose em 64,0 gramas de água. Sabendo que a densidade da água é de 1 g/mL, qual será a densidade da solução?

Os dados fornecidos pelo exercício são:

Massa do soluto (m₁) = 1,5 g

Massa do solvente (m₂) = 64 g

Densidade do solvente (d₂) = 1 g/mL

• 1º Passo: Determinação do volume do solvente.

Para tal, devemos utilizar a fórmula da densidade exclusiva para o solvente:

d₂ = m₂
        V₂

1 = 64
      V₂

V₂ = 64
         1

V₂ = 64 mL

• 2º Passo: Cálculo da densidade da solução.

Temos as massas do soluto e do solvente e, como o exercício não deu outra informação, devemos considerar o volume do solvente como sendo o volume da solução, os quais serão utilizados na expressão a seguir:

d = m1 + m₂
             V      

d = 1,5 + 64
           64  

d = 65,5
        64

d = 1,02 g/mL

Por Me.  Diogo Lopes Dias