Mistura de soluções de mesmo soluto

Quando colocamos em um mesmo recipiente duas soluções que apresentam o mesmo soluto, estamos realizando o que na Química é chamado de mistura de soluções de mesmo soluto. Como o soluto é o mesmo, não há a ocorrência de uma reação química. Vale ressaltar que, além do mesmo soluto, essas soluções apresentam também o mesmo solvente. Veja um exemplo:

Duas soluções aquosas de cloreto de sódio representando uma mistura de soluções de mesmo soluto

A imagem acima ilustra bem o que ocorre em uma mistura de soluções de mesmo soluto. Podemos observar que a mistura de duas soluções, uma com 200 mL de H₂O e a outra com 250 mL de H₂O, resulta em uma solução final cujo volume é de 450 mL de H₂O. Como o solvente delas é o mesmo, podemos realizar a soma dos volumes do material líquido presente para determinar o volume final. O mesmo procedimento de soma deve ser realizado com a massa do soluto, já que ele é o mesmo em ambas as soluções. Como uma tem 30 g de NaCl e a outra tem 40 g de NaCl, a solução final apresenta 70 g de NaCl. Resumindo:

• Para o volume:

• Para a massa do soluto:

Observação: Independentemente do número de soluções que foram utilizadas (duas, três, quatro ou mais soluções), a somatória das massas dos solutos e dos volumes sempre será realizada.

A fórmula da concentração comum é a seguinte:

C = m₁
      V

• C é a concentração comum;
• m₁ é a massa do soluto;
• V é o volume da solução.

Isolando a massa do soluto, temos que:

m₁ = C.V

Como na mistura de soluções, as massas do soluto são somadas:

m_1F = m₁^, + m₁^,,

Podemos substituir C.V no lugar de m₁. Assim, chegamos à fórmula para trabalhar a concentração comum em mistura de soluções de mesmo soluto:

C_F.V_F = C₁.V₁ + C₂.V₂

• C_F = concentração da solução final

• V_F = volume da solução final

• C₁ = concentração da solução 1

• V₁= volume da solução 1

• C₂ = concentração da solução 2

• V₂ = volume da solução 2

O mesmo processo pode ser feito com a molaridade, cuja fórmula é:

M = m₁
      M₁.V

• M é a molaridade;

• m₁ é a massa do soluto;

• V é o volume da solução;

• M₁ é a massa molar do soluto.

Isolando a massa do soluto, temos que:

m₁ = M.M₁.V

Observação: Como o soluto é o mesmo, podemos descartar a massa molar do soluto (M₁). Assim, a fórmula da mistura de soluções de mesmo soluto envolvendo a molaridade é:

M_F.V_F = M₁.V₁ + M₂.V₂

• M_F = molaridade da solução final

• M₁ = molaridade da solução 1

• M₂ = molaridade da solução 2

Vamos ver agora alguns exemplos de cálculos que envolvem a mistura de soluções de mesmo soluto:

1º) Se misturarmos 400 mL de uma solução aquosa de NaCl 0,2 mol/L com 250 mL de outra solução de NaCl 0,4 mol/L, teremos uma nova solução. Qual será a concentração em mol/L da solução final?

Dados do exercício:

V₁ = 400 mL

M₁ = 0,2 mol/L

V₂ = 250mL

M₂ = 0,4 mol/L

V_F = V₁ + V₂

V_F = 650 mL

M_F = ?

Utilizando a fórmula de mistura de soluções de mesmo soluto referente à molaridade, temos:

M_F.V_F = M₁.V₁ + M₂.V₂

M_F.650 = 0,2.400 + 0,4.250

M_F.650 = 80 + 100

M_F.650= 180

M_F = 180
        650

M_F = 0,27 mol/L

2º) (UERGS) Qual deve ser o volume em litros de uma solução de HNO₃ 0,1 mol/L que deve ser adicionado a 5 litros de uma solução de HNO₃ 0,5 mol/L para obter uma solução final de concentração igual a 0,2 mol/L?

Dados do exercício:

V₁ = ?

M₁ = 0,1 mol/L

V₂ = 5 L

M₂ = 0,5 mol/L

V_F = V₁ + V₂

V_F = V₁ + 5

M_F = 0,2 mol/L

Utilizando a fórmula de mistura de soluções de mesmo soluto referente à molaridade, temos:

M_F.V_F = M₁.V₁ + M₂.V₂

0,2. (V₁ + 5) = 0,1.V₁ + 0,5.5

0,2. V₁ +1 = 0,1.V₁ + 2,5

0,2. V₁ - 0,1.V₁ = 2,5 – 1

0,1.V₁ = 1,5

V₁ = 1,5
        0,1

V₁ = 15 L

3º) Sabe-se que a concentração molar de uma solução X de ácido nítrico é o triplo da concentração molar de outra solução Y do mesmo ácido. Ao misturar 200 mL da solução X com 600 mL da solução Y, obtém-se uma solução com concentração igual a 0,3 mol/L do mesmo ácido. Quais são as molaridades das soluções X e Y?

Dados do exercício:

V₁ = 200 mL

M₁ = 3x

V₂ = 600mL

M₂ = x

V_F = V₁ + V₂

V_F = 800 mL

M_F = 0,3 mol/L

Utilizando a fórmula de mistura de soluções de mesmo soluto referente à molaridade, temos:

M_F.V_F = M₁.V₁ + M₂.V₂

0,3.800 = 3x.200 + x.600

240 = 600x + 600x

240 = 1200x

x =  240
      1200

x = 0,2 mol/L

Assim, a molaridade da solução 1 será de 0,6 mol/L (por ser o triplo da solução 2) e a molaridade da solução 2 será de 0,2 mol/L.

Aproveite para conferir nossas videoaulas relacionadas ao assunto: