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Mistura de soluções com solutos diferentes sem reação química

Química

Mistura de soluções de mesmo soluto sem reação química é um procedimento que aumenta a quantidade de solvente com relação a dois solutos.
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Temos uma mistura de soluções com solutos diferentes sem reação química quando duas ou mais misturas que apresentam substâncias com um mesmo íon em comum (seja o mesmo cátion ou mesmo ânion). Como no exemplo abaixo:

Mistura de soluções que possuem solutos diferentes
Mistura de soluções que possuem solutos diferentes

A solução 1 é formada por água e cloreto de sódio (NaCl), enquanto a solução 2 possui água e cloreto de potássio (KCl). Quando misturadas temos uma mistura de soluções de solutos diferentes sem reação química, porque ambos sais utilizados possuem o ânion cloreto (Cl-).

1- Características das misturas de soluções de solutos diferentes sem reação química

Quando uma mistura de soluções que apresentam solutos diferentes sem reação química é realizada, as características abaixo são sempre verificadas:

  • A massa de cada um dos solutos não modifica (se na solução 1 tivermos 10 g de soluto e na 2, 30 g, por exemplo, após a mistura teremos a mesma massa de cada soluto),

Massa de cada um dos solutos após a mistura de soluções sem reação química
Massa de cada um dos solutos após a mistura de soluções sem reação química

  • A quantidade de matéria (n) de cada um dos solutos não modifica (se na solução 1 tivermos 5 mol de soluto e na 2, 4 mol, por exemplo, após a mistura teremos a mesma quantidade de matéria de cada),

Número de mol de cada um dos solutos após a mistura de soluções sem reação química
Número de mol de cada um dos solutos após a mistura de soluções sem reação química

  • O volume da solução final, VF, é o resultado da soma dos volumes de cada uma das soluções misturadas (se na solução 1 tivermos 200 mL e na 2, 300 mL, por exemplo, após a mistura teremos 500 mL de volume),

VF = V1 + V2

2- Fórmulas utilizadas nos cálculos de mistura de soluções de solutos diferentes sem reação química.

Como neste tipo de mistura temos apenas o aumento da quantidade de solvente em relação a cada um dos solutos, devemos calcular a concentração final de cada um dos solutos utilizando as seguintes expressões:

a) Para concentração comum (C)

Para a solução 1: a multiplicação da concentração da solução 1 pelo seu volume é igual à concentração final multiplicada pelo seu volume

C1.V1 = CF.VF

Para a solução 2: a multiplicação da concentração da solução 2 pelo seu volume é igual à concentração final multiplicada pelo seu volume

C2.V2 = CF.VF

b) Para concentração em quantidade de matéria ou molaridade (M)

Para a solução 1:

M1.V1 = MF.VF

Para a solução 2:

M2.V2 = MF.VF

c) Concentração em quantidade de matéria de cada íon presente na solução

Caso tenhamos que determinar a concentração de um ou de todos os íons presentes na solução final, devemos:

  • 1º: Lembrar que a concentração do íon é dada pela multiplicação da concentração (M), do soluto de onde ele provém, pelo seu índice na fórmula da substância. Assim, para o íon Y, na substância 1, XY3, a concentração será:

[Y]1 = 3. M

Já para o soluto2, ZY, a concentração de Y seria dada por:

[Y]2 = 1. M

  • 2º: Caso tenhamos mais de um soluto que libere um mesmo íon, por exemplo, os solutos XY3 e ZY, os quais apresentam o mesmo íon Y, a concentração deste íon na solução final é dada pela soma das concentrações dele referente a cada soluto:

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[Y]F = [Y]1 + [Y]2

3- Exemplos de cálculos envolvendo mistura de soluções de solutos diferentes sem reação química

Exemplo 1: (PUC SP) Em um béquer foram misturados 200 mL de uma solução aquosa de cloreto de cálcio (CaCl2) de concentração 0,5 mol.L–1 e 300 mL de uma solução 0,8 mol.L–1 de cloreto de sódio (NaCl). A solução obtida apresenta concentração de ânion cloreto de aproximadamente:

a) 0,34 mol.L–1

b) 0,65 mol.L–1

c) 0,68 mol.L–1

d) 0,88 mol.L–1

e) 1,3 mol.L–1

Os dados fornecidos pelo exercício foram:

  • Solução 1:

Volume (V1): 200 mL

Concentração molar (M1): 0,5 mol.L–1

  • Solução 2:

Volume (V2): 300 mL

Concentração molar (M2): 0,8 mol.L–1

Para determinar a concentração de ânions cloreto (Cl-), devemos seguir os seguintes passos:

Passo 1: calcular o volume da solução final

VF = V1 + V2

VF = 200 + 300

VF = 500 mL

Passo 2: Calcular a concentração molar da solução final com relação ao soluto CaCl2, utilizando a expressão abaixo:

M1.V1 = MF.VF

0,5.200 = MF.500

100 = MF.500

100 = M
        500

MF = 0,2 mol.L–1

Passo 3: Calcular a concentração molar de cloreto[Cl-]1, na solução final, proveniente do soluto CaCl2, utilizando a expressão abaixo:

OBS.: Na fórmula temos a multiplicação da molaridade por 2 pelo fato de termos índice 2 no Cl, na fórmula do soluto CaCl2.

[Cl-]1 = 2.MF

[Cl-]1 = 2. 0,2

[Cl-]1 = 0,4 mol.L–1

Passo 4: Calcular a concentração molar da solução final com relação ao soluto NaCl, utilizando a expressão abaixo:

M2.V2 = MF.VF

0,8.300 = MF.500

240 = MF.500

240 = MF
500        

MF = 0,48 mol.L–1

Passo 5: Calcular a concentração molar de cloreto, [Cl-]2, na solução final, proveniente do soluto NaCl, utilizando a expressão abaixo:

OBS.: Na fórmula temos a multiplicação da molaridade por 1 pelo fato de termos índice 1 no Cl, na fórmula do soluto NaCl.

[Cl-]2 = 1.MF

[Cl-]2 = 1. 0,48

[Cl-]2 = 0,48 mol.L–1

Passo 6: Calcular a quantidade total de íons cloreto na solução final

Para isso, basta somar as concentrações molares de cloretos referentes a cada um dos solutos nos passos 3 e 5:

[Cl-]F = [Cl-]1+ [Cl-]2

[Cl-]F = 0,4 + 0,48

[Cl-]F = 0,88 mol.L–1

Exemplo 2: A uma solução de 500 mL de KOH 6 mol/L foi adicionado 300 mL de solução de K2SO3 3 mol/L. Qual a concentração de de cada um dos solutos na mistura resultante

a) 3,75 e 3,0 mol/L

b) 3,75 e 1,215 mol/L

c) 4,5 e 1,125 mol/L

d) 3,75 e 1,125 mol/L

e) 4,5 e 1,215 mol/L

Os dados fornecidos pelo exercício foram:

  • Solução 1:

Volume (V1): 500 mL

Concentração molar (M1): 6 mol.L–1

  • Solução 2:

Volume (V2): 300 mL

Concentração molar (M2): 3 mol.L–1

Para determinar a concentração de ânions cloreto (Cl-), devemos seguir os seguintes passos:

Passo 1: calcular o volume da solução final

VF = V1 + V2

VF = 500 + 300

VF = 800 mL

Passo 2: Calcular a concentração molar da solução final com relação ao soluto KOH, utilizando a expressão abaixo:

M1.V1 = MF.VF

6.500 = MF.800

3000 = MF.800

3000 = M
          800

MF = 3,75 mol.L–1

Passo 3: Calcular a concentração molar da solução final com ralação ao soluto K2SO3, utilizando a expressão abaixo:

M2.V2 = MF.VF

3.300 = MF.800

900 = MF.800

900 = MF
800         

MF = 1,125 mol.L–1


Por Me. Diogo Lopes Dias

Café com leite é uma mistura de soluções com solutos diferentes sem reação química
Café com leite é uma mistura de soluções com solutos diferentes sem reação química

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

DIAS, Diogo Lopes. "Mistura de soluções com solutos diferentes sem reação química"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/mistura-solucoes-com-solutos-diferentes-sem-reacao-quimica.htm. Acesso em 13 de novembro de 2019.

Lista de Exercícios
Questão 1

Em uma aula prática, um estudante realiza uma mistura utilizando 300 mL de solução aquosa de hidróxido de magnésio 4 mol/L, com 600 mL de solução aquosa de cloreto de magnésio de concentração 8,5 g/L. Qual será a concentração de cátions magnésio na solução final? Dados: (Mg = 24 g/mol Cl=35,5 g/mol, O=16 g/mol, H=1 g/mol):

a) 1,82 mol/L

b) 1,72mol/L

c) 1,62 mol/L

d) 1,42 mol/L

e) 1,52 mol/L

Questão 2

Ao misturar 250 mL de solução aquosa 0,40 mol.L-1 de iodeto de lítio com 450 mL de solução aquosa 0,35 mol.L-1 de iodeto de bário, a solução resultante apresentará, respectivamente, as seguintes concentrações de Li+1, Ba+2 e I-1:

a) 0,143 mol.L-1, 0,225 mol.L-1, 0,593 mol.L-1

b) 0,243 mol.L-1, 0,3225 mol.L-1, 0,693 mol.L-1

c) 0,343 mol.L-1, 0,425 mol.L-1, 0,793 mol.L-1

d) 0,443 mol.L-1, 0,525 mol.L-1, 0,893 mol.L-1

e) 0,543 mol.L-1, 0,625 mol.L-1, 0,993 mol.L-1

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