Demonstração de Fórmula: Concentração Molar e a Quantificação de Soluções 

A Concentração Molar, também conhecida como Molaridade, é a grandeza físico-química fundamental para expressar a proporção exata entre a quantidade de soluto e o volume total de uma solução. No dia a dia dos laboratórios e das indústrias químicas, essa medida é indispensável para o preparo de reagentes, controle de reações estequiométricas e formulação de medicamentos.

1. A Equação

A definição clássica da molaridade é a razão entre o número de mols de soluto e o volume da solução expresso em litros:

M = n / V

Onde:

• M é a Molaridade ou Concentração Molar, expressa em mol por litro (mol/L).

• n é a Quantidade de matéria do soluto, expressa em mols (mol).

• V é o Volume total da solução pronta, expresso obrigatoriamente em Litros (L).

2. Demonstração Passo a Passo da Fórmula

Embora a relação inicial M = n / V seja simples, em um laboratório não é possível medir "mols" diretamente em uma balança. Medimos a massa do reagente em gramas. Por isso, a demonstração envolve expandir a fórmula para incluir a massa e a massa molar.

Passo 1: Definindo o Número de Mols

Um mol representa uma quantidade fixa de partículas (aproximadamente 6,02 × 10²³ entidades elementares). Para encontrar o número de mols (n) contidos em uma amostra de massa (m), dividimos essa massa em gramas pela Massa Molar (MM) da substância:

n = m / MM

Onde:

• m é a massa do soluto pesada na balança, em gramas (g).

• MM é a Massa Molar do composto (soma das massas atômicas da tabela periódica), em gramas por mol (g/mol).

Passo 2: Substituindo o Número de Mols na Equação de Molaridade

Substituímos a expressão de (n) dentro da fórmula original da Molaridade (M = n / V):

M = (m / MM) / V

Passo 3: Reorganizando a Divisão de Frações

Matematicamente, para dividir uma fração por um valor escalar (o volume V), mantemos a primeira fração e multiplicamos pelo inverso da segunda:

M = (m / MM) × (1 / V)

Multiplicando os numeradores e os denominadores, chegamos à fórmula expandida e prática da Concentração Molar:

M = m / (MM × V)

Passo 4: Isolando a Massa para Uso Prático em Laboratório

Se um químico precisa preparar um volume específico (V) de uma solução com uma concentração desejada (M), basta isolar a massa (m) na equação:

m = M × MM × V

Essa relação demonstra que a quantidade de massa a ser pesada é diretamente proporcional à concentração desejada, à massa molar do soluto e ao volume final do recipiente.