Diluição de Soluções

No rótulo de determinado desinfetante concentrado aparecem os seguintes dizeres:

“MODO DE USAR: Por ser um sistema químico de alta concentração, deverá ser diluído em água, na proporção de uma parte [do desinfetante] para 10 partes de água.”

Isso quer dizer que se for usado na concentração em que é comercializado, esse desinfetante pode danificar a superfície em que será usado. Por isso, ele deve ser diluído.

O desinfetante é uma solução química, pois é uma mistura homogênea (apresenta-se em uma única fase). Assim, quando pegamos uma porção dele e acrescentamos água, que é o seu solvente, estamos realizando uma diluição de solução. Portanto, podemos dizer que:

Diluição significa adicionar solvente a uma solução já existente, de modo que se consiga obter uma solução de concentração menor do que a inicial, ou seja, mais diluída.

Se a solução for colorida, é possível determinar apenas pela observação da cor se a solução é mais diluída do que outra. Por exemplo, pela coloração nós conseguimos distinguir facilmente se um café está mais concentrado ou mais diluído, pois quanto maior a intensidade da cor, mais concentrado (menos diluído). Isso pode ser visualizado abaixo: quanto mais à esquerda, mais diluída é a solução:

Quando realizamos uma diluição, a massa (m₁) e a quantidade de matéria em mol (n₁) do soluto não mudam. Mas, visto que é acrescentado mais solvente, o volume (V₂, V), a massa (m₂, m) e a quantidade em mol (n_2, n) do solvente e da solução são alterados.

A concentração comum de uma solução é dada pela seguinte fórmula matemática:

Concentração comum = massa do soluto (em gramas)
                                       volume da solução (em litros)

ou

C = m₁
       V

Desse modo, para a solução inicial e para a solução final (depois da diluição), temos:

C_inicial = __m_{1__}                        C_final = __m_{1__}
              V_inicial                                       V_final  
m₁ = C_inicial . V_inicial                       m₁ = C_final . V_final

Visto que a massa do soluto (m₁) não mudou, podemos igualar as duas expressões, chegando a uma fórmula que pode ser usada em várias questões envolvendo diluição de soluções:

C_i . V_i   = C_f . V_f

Veja um exemplo de como utilizar essa equação:

“Um químico quer preparar uma solução de ácido sulfúrico (H₂SO_4(aq)) que tenha concentração de 98g/L para realizar um experimento. Mas ele possui apenas 4 litros de solução desse ácido a 196 g/L. Levando em conta que ele usará 2 litros da solução de ácido sulfúrico no experimento em questão, como ele deverá proceder para preparar essa solução?”

Resolução:

A concentração inicial possui concentração maior (196 g/L) do que a solução de que o químico precisa (98 g/L). Dessa forma, ele precisa pegar um determinado volume da solução inicial e diluir até atingir a concentração desejada. Mas que volume seria esse?

Para descobrir basta usar a expressão: C_i . V_i   = C_f . V_f.

196 g/L . V_i = 98 g/L . 2 L
Vi =  196 g
         196 g/L
Vi = 1 L

Portanto, é preciso pegar 1 L da solução inicial e diluí-lo até completar dois litros, obtendo-se, dessa forma, uma solução a 98 g/L.

Esse exemplo mostra algo que é muito comum em laboratórios de química, as soluções compradas geralmente vêm em concentrações grandes e determinadas. Assim, muitas vezes é preciso diluí-las para se chegar à concentração que se deseja.

Se precisarmos realizar o contrário, isto é, se quisermos obter uma solução de concentração maior, então, basta evaporar parte do solvente, aquecendo a solução.

No caso da diluição, os químicos costumam fazer o seguinte:

1º) Calcula-se o volume necessário da solução inicial;

2º) Esse volume é coletado por sucção com uma pipeta, que é um instrumento de precisão e com uma pera;

3º) Transfere-se esse volume da solução inicial para um balão volumétrico do volume final que se deseja obter;

4º) Acrescenta-se água (diluição) até atingir o volume desejado.

Além da concentração comum, a relação usada também pode ser feita para outros tipos de concentração, como em quantidade de matéria (mol/L), em título e em fração molar:

M_i . v_i   = M_f . v_f                                  T_i . v_i   = T_f . v_f                                     x_i . n_i   = x_f . n_f

Aproveite para conferir nossas videoaulas sobre o assunto: