Concentração comum (g/L). É a massa de soluto dividida pelo volume da solução, em litros: C = m / V. Se 3 g de soluto estão dissolvidos em 0,5 L de solução, a concentração é 6 g/L. O volume usado é o da solução pronta, e não o volume do solvente antes de misturar.

Porcentagem massa/volume (% m/v). Indica gramas de soluto em 100 mL de solução. Porcentagem massa/massa (% m/m). Indica gramas de soluto em 100 g de solução. A diferença está na base: mL no primeiro caso, g no segundo. Como 1 g/L equivale a 0,1 % m/v, a conversão é direta quando se conhece o volume.

Na conversão de % m/m para g/L é preciso usar a densidade da solução, em g/mL: C (g/L) = 10 × d × p, em que p é a porcentagem em massa. A densidade entra porque o volume de 100 g de solução depende de quão denso é o líquido.

Molaridade (mol/L). É o número de mols de soluto por litro de solução: M = n / V. Como n = m / MM, a molaridade depende da massa molar, que o candidato calcula com a tabela periódica. Uma solução 1 mol/L de NaCl tem cerca de 58,5 g de NaCl por litro, porque a massa molar do NaCl é 58,5 g/mol.

Partes por milhão (ppm). Usada para soluções muito diluídas, como traços de contaminantes na água. Em solução aquosa diluída, 1 ppm corresponde a 1 mg por litro.

Como resolver. Identifique a unidade pedida e o que é conhecido. Depois converta tudo para as unidades da fórmula antes de calcular. A maior parte dos erros vem de mL usado no lugar de L, ou de grama usado no lugar de mol. Converter primeiro evita a maior parte deles.

Erro típico. O candidato divide a massa pelo volume de água, e não pelo volume total da solução. Se o soluto é dissolvido e a mistura é completada até 500 mL, o volume a usar é 500 mL. Não é a água pesada, nem a água colocada antes do soluto.

Caso típico. Questões que dão a massa do soluto e o volume final e pedem a porcentagem massa/volume. Também aparecem conversões entre unidades, como g/L para % m/v, e g/L para mol/L quando a massa molar aparece no enunciado.

Quando a unidade muda de contexto. Em medicamentos e soro fisiológico, a concentração costuma vir em % m/v. Em laudos de análise de água, pode vir em ppm. O enunciado sempre informa a unidade, mas nem sempre ela é a que o cálculo precisa. A regra prática é converter antes de montar a conta.

Regra de três entre volumes. Quando a solução é dada em um volume e a pergunta pede a massa em outro, a concentração não muda. Só a quantidade de soluto muda, na proporção do volume. Uma solução de 20 g/L guarda 2 g de soluto em 100 mL. Para 350 mL, a massa é m = C × V = 20 g/L × 0,35 L = 7 g.

Amostra retirada de um frasco. Ao retirar uma parte da solução, a concentração continua a mesma. Só a quantidade de soluto retirada muda. Assim, 50 mL de uma solução 0,1 mol/L contêm 0,005 mol de soluto, independentemente do que sobrou no frasco. Essa ideia aparece em questões que pedem a quantidade retirada e não a concentração final.

Conversão entre molaridade e % m/v. Com a molaridade M e a massa molar MM, a concentração em g/L é C = M × MM. Uma solução 0,5 mol/L de NaOH, com MM = 40 g/mol, tem 20 g/L. Como 20 g/L equivalem a 2 g por 100 mL, a solução é 2 % m/v.

Erro de unidade. Um erro de mL para L muda o resultado por um fator de 1000. Por isso o cálculo começa pela conversão de unidades, antes de qualquer fórmula. O candidato que pula essa etapa costuma marcar uma alternativa que parece plausível, mas que está mil vezes fora.

Evaporação do solvente. Quando o solvente evapora de uma solução, a massa de soluto continua a mesma, mas o volume da solução diminui. A concentração sobe. Essa é a situação oposta à diluição, e a banca a usa em enunciados que descrevem um frasco deixado aberto ou aquecido. Se a questão não informa o novo volume, o candidato não consegue calcular a nova concentração sem esse dado.

Mais de um soluto. Quando a solução tem dois solutos que não reagem entre si, cada um tem concentração própria, calculada com a massa e o volume da solução. A presença do outro soluto não altera a concentração do primeiro. O erro comum é somar as duas massas e dividir pelo volume como se fosse um soluto só, o que nunca responde à pergunta sobre um deles.

Como ler o enunciado. Procure três dados antes de calcular: a unidade pedida, a unidade dada e o que a questão quer saber, que pode ser massa, volume ou mols. Com esses três dados definidos, a fórmula aparece quase sem esforço.

Fórmula da diluição. C1 × V1 = C2 × V2. C1 e V1 são a concentração e o volume da solução inicial. C2 e V2 são os da solução final. A relação vem da conservação do soluto: n = C × V é o mesmo antes e depois, então o produto C × V também é.

Se a solução inicial é 10 vezes mais concentrada que a desejada, o volume final precisa ser 10 vezes maior que o volume retirado. Para obter 1 L de solução 0,1 mol/L a partir de um estoque de 1 mol/L, calcule V1: 1 × V1 = 0,1 × 1000 mL. Logo, V1 = 100 mL. Retiram-se 100 mL do estoque e completa-se o volume até 1 L.

Mistura de soluções do mesmo soluto. Quando duas soluções de um mesmo soluto são misturadas, a quantidade total de soluto é a soma das quantidades de cada uma. A concentração final é: C final = (C1 × V1 + C2 × V2) / (V1 + V2). Exemplo: 100 mL de solução 0,2 mol/L mais 300 mL de solução 0,6 mol/L. O total de mols é 0,02 + 0,18 = 0,20 mol, em 0,4 L. A concentração final é 0,5 mol/L.

Essa fórmula só vale quando os solutos não reagem entre si. Se duas substâncias reagem na mistura, a quantidade de cada uma muda, e o cálculo precisa da equação química.

Exemplo com reação: 100 mL de HCl 0,1 mol/L misturados com 100 mL de NaOH 0,2 mol/L. Há 0,01 mol de HCl e 0,02 mol de NaOH. Como a reação é 1:1, 0,01 mol de cada reage, e sobram 0,01 mol de NaOH em 0,2 L, ou seja, 0,05 mol/L de base em excesso.

Procedimento no laboratório. A precisão depende da vidraria. Para preparar uma solução de concentração exata, o procedimento correto é este:

Béquer e proveta servem para medidas aproximadas. Eles não são adequados para preparar uma solução de concentração exata. A banca usa essa diferença como pegadinha quando uma alternativa diz para completar o volume num béquer ou numa proveta.

Erro típico. O candidato confunde adicionar 500 mL com completar até 500 mL. Quando o enunciado fala em completar até a marca, o volume final é o da marca. O volume de solvente adicionado é a diferença entre o volume final e o volume retirado do estoque, e não o volume final inteiro.

Fator de diluição. A razão entre a concentração inicial e a final, ou entre o volume final e o inicial, dá o fator. Uma diluição de 10 vezes significa que a solução final tem um décimo da concentração inicial. Esse fator ajuda a resolver questões em que o enunciado não dá volume nem concentração diretamente.

Se um laboratório didático recebe um estoque 10 vezes mais concentrado e precisa de solução de trabalho, o cálculo é o mesmo: o volume retirado do estoque é um décimo do volume final desejado. A banca testa essa relação em situações do dia a dia de laboratório, como preparo de aulas práticas.

Caso típico. O enunciado descreve o preparo de uma solução a partir de outra e pede o procedimento correto. A alternativa certa segue a fórmula C1 × V1 = C2 × V2 e usa balão volumétrico para o volume final. As erradas costumam trocar o balão por béquer, ou usar o volume final como volume retirado.

Volumetria (titulação). Numa titulação, uma solução de concentração conhecida, chamada titulante, é adicionada aos poucos a outra solução, chamada titulado. O titulado é a amostra, cuja concentração é desconhecida. A adição continua até que a reação termine. O ponto de equivalência é o momento em que o titulante reagiu exatamente na proporção da equação. Na prática, o analista percebe o fim da reação pela mudança de cor de um indicador. Esse momento se chama ponto final, e ele fica próximo do ponto de equivalência.

Cálculo na titulação. Numa reação 1:1, o número de mols do titulante é igual ao do titulado: Ca × Va = Cb × Vb. Quando a estequiometria não é 1:1, a relação muda. Num ácido diprótico, como o H2SO4, cada mol de ácido reage com dois mols de base. Por isso a equação precisa incluir esse fator antes do cálculo.

Solução padrão. Para a titulação ter valor, o titulante precisa ter concentração conhecida com exatidão. Algumas substâncias são padrões primários, pois podem ser pesadas com precisão e mantêm a composição. Outras, como o NaOH sólido, absorvem umidade e gás carbônico do ar. Por isso o NaOH precisa ser padronizado, ou seja, sua concentração é determinada com um padrão primário antes do uso.

Indicador. Em titulações ácido-base, a fenolftaleína é incolor em meio ácido e rosa em meio básico. A mudança ocorre numa faixa de pH aproximadamente entre 8 e 10. Por isso ela é usada quando o ponto de equivalência é básico, como ácido fraco com base forte. Em ácido forte com base forte ela também serve, porque o salto de pH perto da equivalência é abrupto e cobre a faixa 8 a 10.

As quatro propriedades que a banca cobra são estas:

A base dessas propriedades é a Lei de Raoult. Numa solução ideal, a pressão de vapor do solvente é igual à fração molar do solvente vezes a pressão de vapor do solvente puro. Quanto mais soluto, menor a fração molar do solvente, e menor a pressão de vapor. Essa relação explica tonoscopia e as demais.

Quando a solução tem dois líquidos voláteis, cada um contribui com a própria pressão parcial. A pressão total é a soma das pressões parciais. A fração de cada componente na fase vapor é a pressão parcial dele dividida pela pressão total. O candidato precisa separar bem essas duas leituras: a fração na líquida e a fração no vapor não são iguais, porque o componente mais volátil passa mais para o vapor.

Fórmulas quantitativas. Cada propriedade se calcula pela molalidade W (mol de soluto por kg de solvente) e pelo fator de van't Hoff i:

O fator i é 1 para substâncias que não se dissociam, como a sacarose, e 2 no caso ideal do NaCl, que se separa em Na⁺ e Cl⁻. Exemplo: 0,5 mol de NaCl em 1 kg de água dá W = 0,5 mol/kg e i = 2, logo ΔTe = 0,52 × 0,5 × 2 = 0,52 °C.

Aplicação prática. O anticongelante do radiador de carro faz duas coisas ao mesmo tempo. Ele aumenta a temperatura de ebulição, o que evita a fervura da água, e diminui a temperatura de congelamento, o que evita que o líquido congele no inverno. As duas propriedades vêm do mesmo fenômeno, que é o número de partículas dissolvidas.

Erro típico. O candidato acha que a propriedade depende do tipo de soluto. A banca usa essa ideia como pegadinha. Se duas soluções têm o mesmo número de partículas, o efeito coligativo é o mesmo, independentemente de o soluto ser açúcar ou sal. A diferença está apenas na quantidade de partículas que cada um libera.

Outro erro é trocar a fração molar do solvente pela do soluto. Na Lei de Raoult, a fórmula usa o solvente. Quando a questão pede a pressão de vapor de um componente, o candidato precisa identificar qual componente está sendo calculado antes de montar a conta.

Caso típico. O enunciado descreve uma solução e pergunta qual propriedade muda, ou em qual sentido ela muda. O sentido é o ponto central: a ebulição sobe, o congelamento desce e a pressão de vapor cai. Memorize o sentido de cada uma, não apenas o nome.