Densidade de uma solução

A densidade é uma propriedade física que tem por função relacionar a massa da matéria e o volume que ela ocupa, o que resulta na seguinte equação:

d = m
     V

Quando estamos estudando uma solução, a leitura da fórmula da densidade para ela seria:

• d = densidade da solução

• m = massa da solução

• V = volume da solução

Para realizar cálculos que envolvem a densidade de uma solução, devemos ter clara a sua definição, isto é, a solução é um mistura formada pela adição de um soluto em um solvente. Assim, trata-se da união de duas outras matérias, cada uma com seu volume e massa. Por esse motivo, podemos reescrever a fórmula da densidade de uma solução da seguinte forma:

d = m₁ + m₂
      V₁ + V₂

m₁ = massa do soluto

m₂ = massa do solvente

V₁ = volume do soluto

V₂ = volume do solvente

Quanto maior a quantidade de soluto adicionado ao solvente, mais a densidade da solução sofrerá alteração. Por essa razão, a densidade também pode ser considerada uma modalidade de determinação da concentração. As unidades de medida mais utilizadas para a densidade no estudo de soluções são:

• g/L

• g/mL

• g/cm³

• Kg/L

Assim, a leitura que devemos fazer quando um determinado exercício fornecer uma densidade igual a 0,8 g/mL, por exemplo, é a de que, a cada 1 mL daquela solução, a resultante das massas do soluto e do solvente é de 0,8 gramas. Vamos ver agora alguns exemplos de cálculos envolvendo a densidade no estudo das soluções:

1º) (UFRN) Qual é a massa em gramas presente em 100 mL de uma solução que apresenta uma densidade igual a 1,19 g/cm³?

Dados do exercício:

d = 1,19 g/cm³

V = 100 mL

m = ?

Observação: é importantíssimo que a unidade de volume esteja de acordo com a unidade da densidade. Nesse exercício, está tudo certo, já que na densidade temos cm³ e o volume foi dado em mL. Essas duas unidades têm a mesma referência.

Vamos aplicar os dados na fórmula:

d = m
      V

1,19 = m
         100

m = 1,19.100

m = 119 g de solução.

2º): Foram preparados 200 mL de uma solução dissolvendo-se 2 gramas de um sal em 200 gramas de água. Calcule a densidade dessa solução em g/L.

Dados do exercício:

d = ? g/L

V = 200 mL ou 0,2 L (dividindo os 200 por 1000)

m₁ = 2 g

m₂ = 200 g

Como foram dadas as massas do soluto e do solvente, ao somá-las, determinamos a massa da solução:

m = m₁ + m₂

m = 2 + 200

m = 202 g

Tendo em mãos a massa e o volume da solução, podemos calcular a densidade:

d = m
      V

d = 202
      0,2

d = 1010 g/L

3º) 520 mL de uma solução aquosa foram preparados pela adição de certa massa de KOH em 300 mL de água. Determine a massa de soluto presente nessa solução. Dados: densidade da solução igual a 1,50 g/mL; densidade da água igual a 1,0 g/mL.

Dados do exercício:

d = 1,50 g/mL

V = 520 mL

m₁ = ?

d₂ = 1 g/mL

V₂ = 300 mL

Observação: O exercício forneceu o volume e a densidade da água. Com esses dois dados, podemos calcular a massa do solvente pela seguinte relação:

d₂ = m₂
        V₂

1 = m₂
     300

m₂ = 300.1

m₂ = 300 g

Com a densidade, o volume da solução e a massa do solvente, podemos calcular a massa do soluto por meio da seguinte relação:

d = m₁ + m₂
           V

1,5 = m₁ + 300
            520

m₁ + 300 = 1,5.520

m₁ + 300 = 780

m₁ = 780 - 300

m₁ = 480 g

Por Me. Diogo Lopes Dias