Concentração em quantidade de matéria de íons

Conforme explicado no texto Concentração em quantidade de matéria, esse tipo de concentração de soluções relaciona a quantidade em mol de soluto que está presente no volume de 1 litro de solução. As duas fórmulas matemáticas usadas para calcular a concentração em mol/L são:

M = n₁    ou    M == __m₁__
        V                       M₁ . V

n₁ = quantidade de matéria (em mol) do soluto;

V = volume da solução (em litros);

m₁ = massa (em gramas) do soluto;

M₁ = massa molar do soluto (em g/mol).

Assim sendo, se temos uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) com concentração igual a 3,0 mol/L, significa que, para cada litro dessa solução, há 3,0 mol de NaOH.

No entanto, o hidróxido de sódio é uma base que sofre dissociação em meio aquoso, liberando íons no meio. Veja: NaOH_(aq) → Na⁺_(aq) + OH^-_(aq).

Uma grande quantidade de soluções é iônica, por isso é muito comum expressar a concentração em quantidade de matéria dos íons. A concentração dos íons presentes no meio não é necessariamente igual à da solução ou igual entre eles. Para descobrirmos o valor exato de cada uma, temos que conhecer dois fatores principais:

1- Fórmula do soluto: é a partir da fórmula da substância dissolvida que podemos escrever a equação iônica. Isso é feito de acordo com a equação genérica a seguir:

1 A_xB_y → x A^+y + y B^-x
1 mol      x mol     y mol

A carga e o índice “1” foram escritos no caso da exemplificação do NaOH, mas nenhum dos dois precisa ser escrito: 1 NaOH_(aq) → 1 Na⁺_(aq) + 1 OH^-_(aq)
                                                                                                                                                                                                                                        1 mol            1 mol         1 mol

2- Concentração em mol/L da solução: Com esses dados em mãos, basta relacionar a proporção estequiométrica dada pelos coeficientes da equação iônica com a concentração da solução.

No exemplo que estamos considerando, a proporção foi de 1 : 1 : 1. Então, se a concentração da solução é igual a 3,0 mol/L, a concentração em quantidade de matéria de cada um dos íons no meio também é a mesma. Veja:

                1 NaOH_(aq) → 1 Na⁺_(aq) + 1 OH^-_(aq)
Proporção:  1 mol          1 mol               1 mol
Solução (1,0 mol/L): 3,0 mol/L 3,0 mol/L 3,0 mol/L

Isso significa que, em cada litro da solução, há 3,0 mol de cátions Na⁺ e 3,0 mol de ânions OH^-.

Vamos ver outro exemplo: Considere uma solução 0,02 mol/L de Fe(NO₃)_3(aq). Qual será a concentração em mol/L dos íons nessa solução?

Resolução:

              1 Fe(NO₃)_3(aq) → 1 Fe³⁺_(aq) + 3 NO₃^-1
Proporção:   1 mol               1 mol            3 mol
Solução (0,02 mol/L): 0,02mol/L 0,02 mol/L 0,06 mol/L

Observe que a concentração dos íons NO₃^- é o triplo (3 . 0,02 = 0,06) da concentração dos íons Fe³⁺ e da solução. 

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química