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Calculadora de Molaridade

Created by Bogna Szyk and Filip Derma
Reviewed by Steven Wooding and Jack Bowater
Translated by Luna Maldonado Fontes and Marinara Andrade do Nascimento Moura, PhD candidate
Last updated: Jan 30, 2024


A calculadora de molaridade da Omni é uma ferramenta para você converter a concentração de massa de qualquer solução em concentração molar (ou recalcular gramas por ml em mols). Você também pode calcular a massa de uma substância necessária para atingir uma molaridade desejada. Este artigo fornecerá a você a definição de molaridade e a fórmula da molaridade.

Para entender este tema em sua totalidade, é necessário aprender sobre a definição de mol, as unidades de molaridade, bem como entender a diferença entre dois conceitos enganosos: a fórmula da molaridade e a fórmula da molalidade. Tudo isso você vai encontrar no texto abaixo. Além disso, preparamos para você alguns exemplos interessantes de soluções molares e um breve tutorial passo a passo de como calcular a molaridade de uma solução concentrada. Se quiser aprender mais sobre molalidade, dê uma olhada na calculadora de molalidade da Omni.

No final do texto, você pode aprender a definição de titulação e descobrir como encontrar a concentração molar usando o processo de titulação!

Concentração molar: uma introdução

Ao olhar ao redor, mesmo que esteja sentado em casa, você notará muitos objetos diferentes. A maioria desses materiais não são puros. Eles são, de fato, misturas.

As misturas consistem em uma coleção de compostos diferentes. Ocasionalmente, o número de elementos pode ser bem alto ou, às vezes, bem baixo, mas desde que haja mais de um elemento em um objeto, ele é uma mistura. Desde o suco de laranja no seu copo até a xícara de chá, leite ou mesmo os detergentes no banheiro: todas essas substâncias são misturas.

No entanto, as misturas não se limitam apenas a líquidos; sólidos e gases podem ser misturas; até mesmo os organismos biológicos são misturas muito complexas de moléculas, gases e íons dissolvidos na água.

Na química, há dois tipos de misturas:

  • Misturas homogêneas — Os componentes são distribuídos uniformemente por toda a mistura e há apenas uma fase de matéria observada. Elas também são conhecidas como soluções e podem ocorrer no estado sólido, líquido ou gasoso. Apesar de não haver ocorrido nenhuma alteração química em nenhum dos componentes da mistura, não é possível simplesmente separar os componentes que formam parte dela. Exemplos: água com açúcar, detergente para lavar louça, aço, fluido de lavagem de para-brisa, ar.

  • Misturas heterogêneas — Os componentes da mistura não estão distribuídos uniformemente e podem ter regiões com propriedades diferentes. Diferentes amostras da mistura não são idênticas. Pelo menos duas fases estão sempre presentes na mistura, e geralmente é possível separá-las fisicamente. Alguns exemplos de tais substâncias: sangue, concreto, cubos de gelo em refrigerante, pizza, o Oceano Pacífico.

A concentração é um dos parâmetros mais conhecidos e mais importantes para qualquer pessoa que trabalhe com substâncias ou reações químicas. Ela mede a quantidade de uma substância dissolvida em um determinado volume de solução.

Os químicos usam muitas unidades diferentes para descrever a concentração. No entanto, o termo molaridade, também conhecido como concentração molar, é a forma mais comum de expressar a concentração. Quando os reagentes (compostos) são expressos em unidades mol, isso permite que eles sejam escritos com números inteiros em reações químicas. Isso ajuda você a trabalhar facilmente com suas quantidades. Primeiro, vamos dar uma olhada mais de perto no que é o mol, para que possamos seguir adiante e descobrir o que é a molaridade.

Definição do mol

O mol é a unidade de medida do SI para a quantidade da substância. A definição atual foi adotada em 1971 e é baseada no carbono-12. Ela diz o seguinte:

“O mol é a quantidade de substância de um sistema que contém tantas entidades elementares quanto o número de átomos em 0,012 quilograma de carbono-12; seu símbolo é “mol”. Quando o mol é usado, as entidades elementares devem ser especificadas e podem ser átomos, moléculas, íons, elétrons, outras partículas ou grupos especificados de tais partículas.”

Segue-se que a massa molar do carbono-12 é exatamente 12 gramas por mol, M(¹²C) = 12 g/mol. A palavra “substância” na definição deve especificar a substância em questão, dada uma aplicação específica, por exemplo, a quantidade de cloreto (HCl) ou a quantidade de dióxido de carbono (CO₂). É fundamental que você sempre forneça uma especificação precisa da entidade envolvida (conforme observado na segunda parte da definição de mol). Isso deve ser feito fornecendo a fórmula química empírica do composto envolvido.

Conforme as convenções mais recentes (em vigor a partir de 20 de maio de 2019), a definição de mol é que um mol é a quantidade de uma substância química que contém exatamente 6,02214076 ⋅ 1023 partículas, como átomos, moléculas, íons etc. Esse número é conhecido como Constante de Avogadro. Seu símbolo é NA ou L. O uso do número de Avogadro fornece uma maneira conveniente de considerar o peso da substância e o rendimento teórico das reações químicas. Os mols permitem que você leia diretamente o peso da tabela periódica (por exemplo, 1 mol de N₂ é 28 g ou 1 mol de NaCl é 58,5 g). Para saber mais sobre o número de Avogadro e o rendimento teórico, consulte a calculadora do número de Avogadro e a calculadora de rendimento teórico da Omni.

Podemos vincular o número de entidades X em uma amostra específica N(X) aos mols de X na mesma amostra n(X) com a relação: n(X) = N(X)/NA. N(X) não tem dimensão, e n(X) tem a unidade SI mol.

O que é molaridade?

Para que você não se confunda com termos químicos semelhantes, lembre-se de que molaridade significa exatamente o mesmo que concentração molar (M). A molaridade expressa a concentração de uma solução. Ela é definida como o número de mols de uma substância ou soluto dissolvido por litro de solução (não por litro de solvente!).

concentração = número de mols / volume

Fórmula da molaridade

A equação a seguir permite que você encontre a molaridade de uma solução:

molaridade = concentração / massa molar

A concentração indica a concentração de massa da solução, expressa em unidades de densidade (geralmente g/l ou g/ml).

Massa molar é a massa de 1 mol do soluto. Ela é expressa em gramas por mol. É uma propriedade constante de cada substância. Por exemplo, a massa molar da água é aproximadamente igual a 18 g/mol.

Nossa calculadora também pode encontrar a massa da substância que você precisa adicionar à sua solução para obter a concentração molar desejada, de acordo com a fórmula:

massa / volume = concentração = molaridade × massa molar

onde massa é a massa do soluto (substância) em gramas e volume é o volume total da solução em litros.

🔎 A molaridade tem muitas aplicações. Uma delas é o cálculo da diluição da solução. Saiba mais na calculadora da diluição de solução 🇺🇸.

Unidades de molaridade

As unidades de concentração molar são mols por decímetro cúbico. Elas são registradas como mol/dm³ e também como M (pronuncia-se "molar"). A concentração molar do soluto às vezes é abreviada colocando-se colchetes ao redor da fórmula química do soluto; por exemplo, a concentração de ânions de hidróxido pode ser escrita como [OH-]. Em muitos livros ou artigos antigos, você pode encontrar diferentes unidades de soluções molares: mols por litro (mol/l). Lembre-se de que um decímetro cúbico é igual a um litro, portanto, essas duas notações expressam os mesmos valores numéricos.

Antigamente, os químicos costumavam dar concentrações como o "peso do soluto/volume". Atualmente, como a molécula se tornou a forma mais comum de citar a quantidade de uma substância química, a molaridade é comumente usada em seu lugar.

Observe que molaridade pode ser frequentemente confundida com o termo molalidade. A molalidade geralmente é escrita com letra minúscula m, enquanto a molaridade (como mencionado acima) é escrita com letra maiúscula M. Explicaremos a diferença entre esses dois termos em um parágrafo abaixo.

Como calcular a molaridade

  1. Escolha sua substância. Vamos supor que seja o ácido clorídrico (HCl).
  2. Encontre a massa molar de sua substância. Para o ácido clorídrico, ela é igual a 36,46 g/mol.
  3. Decida a concentração de massa da sua substância. Você pode inseri-la diretamente ou preencher as caixas de massa da substância e volume da solução. Vamos supor que você tenha 5 g de HCl em uma solução de 1,2 litro.
  4. Converta as expressões acima para obter uma fórmula de molaridade. Como massa / volume = molaridade × massa molar, então massa / (volume × massa molar) = molaridade.
  5. Substitua os valores conhecidos para calcular a molaridade: molaridade = 5 / (1,2 ⋅ 36,46) = 0,114 mol/l = 0,114 M.
  6. Você também pode usar a calculadora de molaridade da Omni para encontrar a concentração de massa ou a massa molar. Basta digitar os valores restantes e ver a calculadora fazer todo o trabalho para você.

Molaridade versus molalidade

Consideremos as diferenças entre esses dois conceitos químicos com nomes semelhantes: molaridade e molalidade. Esperamos que, após ler este parágrafo, você não tenha mais dúvidas sobre esse tópico.

Ambos os termos são usados para expressar a concentração de uma solução, mas há uma diferença significativa entre eles. Enquanto a molaridade descreve a quantidade de substância por unidade de volume da solução, a molalidade define a concentração como a quantidade de substância por unidade de massa do solvente. Em outras palavras, a molalidade é o número de mols de soluto (material dissolvido) por quilograma de solvente (no qual o soluto está dissolvido).

É possível encontrar a molaridade a partir da molalidade e vice-versa. Para fazer esse cálculo, use a fórmula abaixo:

molaridade = (molalidade × densidade_de_massa_da_solução) / (1 + (molalidade × massa_molar_do_soluto))

Nesta tabela de molaridade versus molalidade, você pode encontrar todas as principais diferenças entre esses dois termos:

Molaridade

Molalidade

Definição

Quantidade de substância (em mols) dividida pelo volume (em litros) da solução.

Quantidade de substância (em mols) dividida pela massa (em kg) do solvente.

Símbolo

M

m ou b

Unidade

mol/L

mol/kg

Temperatura e pressão

Dependente

Independente

Uso

Mais popular, prático para uso em laboratório, pois é mais rápido e fácil.

Preciso e usado com menos frequência.

Solução molar: exemplos no dia a dia

Como você já sabe, as misturas e soluções estão sempre ao nosso redor e são uma parte permanente do ambiente. Na tabela abaixo, você pode encontrar a lista de ordens de magnitude da concentração molar, com exemplos retirados do ambiente natural.

M

Prefixo SI

Valor

Item

10-¹⁵

fM

2 fM

Bactérias na água do mar superficial (1 ⋅ 10⁹/L)

10-¹⁴

50-100 fM

Ouro na água do mar

10-¹²

pM

7,51-9,80 pM

Faixa normal de eritrócitos no sangue de um homem adulto

10-⁷

101 nM

Íons hidrônio e hidróxido em água pura a 25 °C

10-⁴

180-480 µM

Faixa normal de ácido úrico no sangue

10-³

mM

7,8 mM

Limite superior de glicose saudável no sangue 2 horas após a refeição

10-²

cM

44,6 mM

Gás ideal puro a 0 °C e 101,325 kPa

10-¹

dM

140 mM

Íons de sódio no plasma sanguíneo

10²

hM

118,8 M

Ósmio puro a 20 °C (22,587 g/cm³)

10⁴

hM

24 kM

Hélio no núcleo solar (150 g/cm³ ⋅ 65%)

Determinação da concentração molar por titulação

A titulação é uma técnica com a qual você pode encontrar a concentração de uma solução desconhecida, com base em sua reação química com uma solução de concentração conhecida. Nesse processo, você adiciona um reagente chamado titulante, cuja concentração e volume são conhecidos, a uma quantidade conhecida de uma solução desconhecida, chamada analito. Essa adição continua até que a reação entre o titulante e o analito esteja completa. Através da medição do volume do titulante usado, é possível determinar a concentração do analito.

Calculadora de molaridade: titulação
fonte: study.com

Siga estas etapas para encontrar a molaridade de uma solução desconhecida com o método de titulação:

  1. Prepare as concentrações — Coloque o analito em um frasco Erlenmeyer e o titulante em uma bureta.
  2. Misture as concentrações — Adicione o titulante ao analito até que o ponto final seja atingido. Você pode encontrar esse momento observando a mudança de cor. Use o indicador ácido-base para essa finalidade. Se tiver usado fenolftaleína, você perceberá uma mudança de cor de rosa para incolor.
  3. Calcule a molaridade — Use a fórmula de titulação. Se a proporção entre o titulante e o analito for de 1:1, use a equação: molaridade_do_ácido × volume_do_ácido = molaridade_da_base × volume_da_base.

Para proporções diferentes de 1:1, você precisa modificar a fórmula.

🙋 Saiba como calcular titulações na calculadora de titulação da Omni.

Exemplo: São necessários 35 ml de ácido HCl 1,25 M para titular uma solução de NaOH de 25 ml. Nesse caso, você pode usar a fórmula 1:1 porque um mol de HCl reage com um mol de NaOH. Em seguida, multiplique a molaridade do ácido pelo volume do ácido: 1,25 ⋅ 35 = 43,75 e o resultado, pelo volume da base. A molaridade da base é igual a 43,75 / 25 = 1,75 M.

🔎 Não deixe de conferir a calculadora de mistura de ingredientes 🇺🇸 da Omni se você estiver interessado em saber como obter diferentes concentrações de uma solução.

FAQ

Como calcular o pH a partir da molaridade?

  1. Calcule a concentração do componente ácido/alcalino de sua solução.
  2. Calcule a concentração de H+ ou OH- em sua solução se ela for ácida ou alcalina, respectivamente.
  3. Calcule o -log[H+] para soluções ácidas. O resultado é o pH.
  4. Para soluções alcalinas, encontre o -log[OH-] e subtraia-o de 14.

Como fazer uma solução molar?

  1. Encontre o peso molecular da substância da qual você gostaria de fazer uma solução molar em g/mol.
  2. Multiplique o peso molecular da substância pelo número de mols que você deseja obter, que, nesse caso, é 1.
  3. Pese o número de gramas que você calculou na etapa 2 da sua substância e coloque-o em um recipiente.
  4. Meça 1 litro do solvente que você escolheu e adicione-o ao mesmo recipiente. Você agora tem uma solução molar.

O que é volume molar?

O volume molar é o volume que um mol de uma substância ocupa em uma determinada temperatura e pressão. Ele é encontrado dividindo-se a massa molar pela densidade da substância nessa temperatura e pressão.

Como encontrar mols a partir da molaridade?

  1. Encontre a molaridade e o volume de sua solução.
  2. Certifique-se de que as unidades para o volume sejam as mesmas que para a parte do volume da molaridade (por exemplo, mL e mol/mL).
  3. Multiplique o volume pela molaridade. Esse é o número de mols presentes na solução.

Molaridade é o mesmo que concentração?

A molaridade não é o mesmo que a concentração, embora sejam muito semelhantes. A concentração é uma medida de quantos mols de uma substância estão dissolvidos em uma quantidade de líquido e pode ter qualquer unidade de volume. A molaridade é um tipo de concentração, especificamente mols por litro de solução.

Qual é a molaridade da água?

A água tem uma molaridade de 55,5 M. 1 litro de água pesa 1.000 g e, como a molaridade é o número de mols por litro, encontrar a molaridade da água é o mesmo que encontrar o número de mols de água em 1.000 g. Portanto, dividimos o peso pela massa molar para obter mols, 1.000 / 18,02 = 55,5 M.

Por que usamos a molaridade?

A molaridade é uma medida útil a ser usada quando se discute a concentração. Como a concentração tem uma grande variedade de tamanhos de unidades, de nanogramas por mililitro a toneladas por galão, é mais fácil ter uma métrica conhecida para comparação rápida de concentrações sem ter que lidar com conversões. Essa é a molaridade (M), que é o número de mols por litro.

Bogna Szyk and Filip Derma
Molar mass
g/mol
Concentration
g/mL
Molarity
M
Mass of substance
g
Volume of solution
l
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