Introdução

Relevância do Tema

As Unidades de Concentração, em particular a Molalidade, são componentes fundamentais da Química.
Elas permitem quantificar a quantidade de soluto dissolvido em um solvente, desempenhando um papel crucial em diversas aplicações práticas e teóricas.
A Molalidade destaca-se por ser independente da temperatura, o que a torna essencial em soluções que sofrem variações térmicas, como reações químicas e soluções em processos biológicos.

Dentro de um currículo de Química, as Unidades de Concentração assumem um lugar central, permitindo a compreensão profunda de uma gama variada de tópicos, desde a estequiometria à cinética química.
A Molalidade se insere dentro desse contexto como uma ferramenta valiosa para a resolução de problemas envolvendo concentração de soluções, especialmente se considerarmos as limitações da Molalidade em relação à temperatura.
Ao estudarmos a Molalidade, estamos aprofundando nosso entendimento sobre a dissolução de solutos em solventes, um processo fundamental na Química.
Este tópico é um passo crucial na jornada de aprendizagem dos alunos, preparando-os para abordar tópicos mais complexos no futuro, como equilíbrios químicos e teoria das soluções.

Molalidade (m): É a razão entre o número de mols do soluto e a massa do solvente, expressa em kg. É uma medida da concentração em termos de mols do soluto para cada massa do solvente. Ao contrário de outras unidades de concentração, ela é independente da temperatura.
Soluções: São misturas homogêneas compostas de duas ou mais substâncias. A substância que está em maior quantidade é o solvente, enquanto a substância que está dissolvida é o soluto. A concentração do soluto na solução é fundamental para determinar suas propriedades químicas.
Mols (n): É uma unidade de medida que quantifica a quantidade de uma substância. É calculada dividindo-se a massa da substância pela sua massa molecular.
Massa Molar (M): É a massa de uma molécula expressa em gramas. É calculada somando as massas atômicas de cada átomo presente na molécula.

Concentração: É a quantidade de soluto presente em uma quantidade definida de solvente. É expressa em várias unidades, incluindo molalidade.
Independência da Temperatura: A Molalidade mantém a mesma concentração independentemente da temperatura, tornando-se uma unidade ideal para soluções que sofrem mudanças de temperatura durante o processo.

Exemplo 1: Se tivermos uma solução de 20g de soluto em 100g de solvente, ambas substâncias com massa molar igual a 32g/mol, a molalidade será de:
- Massa do soluto = 20g; Massa do solvente = 100g
- Número de mols do soluto = 20g/32g/mol = 0,625 moles
- Molalidade (m) = 0,625 moles/0,100 kg = 6,25 mols/kg
Exemplo 2: Uma solução contém 10 mols de soluto dissolvidos em 1kg de solvente. A molalidade dessa solução é de:
- Número de mols do soluto = 10 moles
- Massa do solvente = 1 kg
- Molalidade (m) = 10 moles/1 kg = 10 mols/kg
Caso 1: Um químico precisa preparar uma solução 5 molal de NaCl. Considerando que a massa molar do NaCl é 58,5 g/mol e que a solução terá 1 kg de água, o químico precisará dissolver:
- Massa do NaCl = 5 mols * 58,5 g/mol = 292,5g
- Portanto, o químico precisará dissolver 292,5g de NaCl em 1 litro de água para obter a solução desejada.
Caso 2: Em um experimento de laboratório, um estudante dissolve 10g de glicose (C6H12O6) em 100g de água. O estudante então mede a molalidade da solução produzida. Sabendo que a massa molar da glicose é 180,18 g/mol, a molalidade será:
- Massa do soluto = 10g; Massa do solvente = 100g
- Número de mols do soluto = 10g/180,18 g/mol = 0,0555 moles
- Molalidade (m) = 0,0555 moles/0,100 kg = 0,555 mols/kg

Importância da Molalidade: Em soluções que sofrem variações de temperatura, é crucial utilizar a Molalidade. Diferente de outras unidades de concentração, a Molalidade permanece inalterada, pois ela é referente ao número de mols de soluto por massa do solvente, o que não é afetado pela temperatura.
Definição e Cálculo da Molalidade: A molalidade (m) é uma unidade de concentração definida como a razão entre o número de mols do soluto e a massa do solvente (em kg). Matematicamente, ela é expressa como m = n / m, onde n é o número de mols do soluto e m é a massa do solvente.
Teoria sobre Soluções: Uma solução é uma mistura homogênea composta de um ou mais solventes dissolvidos em um solvente. A concentração do soluto na solução é um dos principais fatores que determinam as características da solução.
Mols e Massa Molar: Para calcular a molalidade, é necessário ter uma noção sobre mols e massa molar. Mols é uma unidade de medida que quantifica a quantidade de uma substância, enquanto a massa molar (M) é a massa de uma molécula expressa em gramas.

Conexão com Outros Tópicos: O conceito de Molalidade está diretamente conectado a vários outros tópicos de Química, como estequiometria e cinética química. Logo, compreender e aplicar a Molalidade não apenas fortalece a compreensão desta matéria, mas prepara os alunos para tópicos mais avançados.
Independência da Temperatura: A Molalidade, por medir a concentração em função da massa do solvente, é uma unidade independente da temperatura. Isso faz dela uma ferramenta valiosa em reações químicas e outros processos que envolvem variações de temperatura.

Calcule a molalidade de uma solução que contém 5 mols de soluto dissolvidos em 500g de solvente.
Determine a massa de cloreto de sódio (NaCl) que deve ser dissolvida em 1,5kg de água para preparar uma solução 2 molal de NaCl. Dado: M(NaCl) = 58,5 g/mol.
Um estudante dissolve 20g de glicose (C6H12O6) em 200g de água. Qual é a molalidade da solução? (Massas molares: C = 12g/mol, H = 1g/mol, O = 16g/mol)