A concentração em partes por milhão representada por ppm indica quantas partes de soluto estão presentes em um milhão de partes da solução ou do solvente. Quando a concentração de uma solução (principalmente líquidas e gasosas) é dada em valores extremamente pequenos, costuma-se utilizar a unidade parte por milhão (ppm). A concentração de soluções químicas refere-se à quantidade de soluto que existe em uma quantidade padrão de solução ou em uma quantidade padrão de solvente. Assim, a concentração em partes por milhão pode ser definida da seguinte maneira: * Partes por milhão (ppm): Indica quantas partes de soluto (em massa ou em volume) existem em um milhão (1 000 000 ou 106) de partes da solução (também em massa ou em volume). Isso significa que podemos descobrir o ppm pela seguinte expressão matemática: x ppm = __x parte do soluto__ Visto que a quantidade de soluto é extremamente pequena, nos cálculos que utilizam a fórmula acima, o volume ou a massa da solução serão considerados exatamente os mesmos do solvente, ou seja, se soubermos que uma solução aquosa de permanganato de potássio (KmnO4(aq)) tem concentração de 70 ppm, isso significa que existem 70 g de permanganato em 1 milhão de gramas da solução ou de água, conforme mostra a fórmula: 70 ppm = _70 g do permanganato_ Tendo em vista que: 106 g = 1 t; Podemos fazer então o cálculo usando também as seguintes relações: * 1 ppm = 1 g do soluto__ * 1 ppm = 1 mg do soluto__ * 1 ppm = 1 μg do soluto__ Relações similares podem ser feitas com as unidades de volume: * 1 ppm = 1 L do soluto__ * 1 ppm = 1 mL do soluto__ * 1 ppm = 1 μL do soluto__ * 1 ppm = 1 mL do soluto__ Também podemos relacionar massa e volume em soluções, por exemplo, que são formadas por um soluto sólido dissolvido em um solvente líquido: * 1 ppm = 1 g do soluto__ * 1 ppm = 1 mg do soluto__ * 1 ppm = 1 μL do soluto__ Assim como ppm significa “partes por milhão”, ppb significa “partes por bilhão”, e ppt é “partes por trilhão”: x ppb = __x parte do soluto__ x ppt = __x parte do soluto__ Essas concentrações tão pequenas são aplicadas principalmente quando se trabalha com dados referentes à poluição do ar e da água. Veja abaixo uma tabela que mostra os principais gases-estufa presentes na atmosfera terrestre e a sua abundância (dados de 1998):  Tabela com abundância de gases-estufa na atmosfera Esse é um exemplo que mostra que o uso desse tipo de concentração é importante tanto para estabelecer um limite máximo para esse e outros poluentes quanto para monitorá-los. Também pode ser usado em cosméticos e produtos de limpeza e higiene pessoal para mostrar a quantidade de seus constituintes. Veja agora dois exemplos de exercícios envolvendo o cálculo da concentração de soluções em ppm e ppb: Exemplo 1: (Fatec-SP) No rótulo de uma garrafa de água mineral lê-se, entre outras informações: Conteúdo: 1,5 litro; Considere que 1 ppm equivale a 1 mg de soluto por litro de solução aquosa. A massa de nitrato de sódio ingerida por uma pessoa que bebe um copo 300 mL dessa água é? a) 0,003 g b) 0,0018 g c) 9,0 g d) 6,0 mg e) 1,2 mg Resolução: 1 mg de nitrato de sódio (1 ppm) ------- 1 L 6 mg de nitrato de sódio (6 ppm) ------- 1000 mL x-------------------------- 300 mL x = 300 . 6 1000 x = 1,8 mg de nitrato de sódio 1 g ----- 1000 mg y-------- 1,8 mg y = 1,8 . 1 1000y = 0,0018 g de nitrato de sódio A alternativa correta é a letra “b”. Exemplo 2: (Fatec-SP) Uma das formas de medir o grau de intoxicação por mercúrio em seres humanos é a determinação de sua presença nos cabelos. A Organização Mundial de Saúde (OMS) estabeleceu que o nível máximo permissível, sem risco para a saúde, é de 50 ppm, ou seja, 50. 10-6 g de mercúrio por grama de cabelo. Forneça a expressão dessa concentração em ppb. Resolução: 1 bilhão = 109. 50 partes de mercúrio ---- 106 partes de cabelo x------------------------------109 partes de cabelo x = 109 . 50 Por Jennifer Fogaça
Videoaula relacionada: Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça Digamos que houvesse 5,0 g de sal (NaCl) em 500 mL de água e, depois de misturarmos bem, notássemos que o volume da solução havia permanecido em 500 mL. A partir desse experimento, conseguimos encontrar os seguintes dados: Massa do soluto (m1) = 5,0 g Volume do solvente (V2)= 500 mL Volume da solução (V) = 500,0 mL Observe que o índice 1 é usado para se referir ao soluto, o índice 2 para se referir ao solvente e quando nos referimos à solução, usamos o índice. Se colocássemos mais sal dissolvido nessa mesma quantidade de água, diríamos que a solução estaria ficando mais concentrada. O contrário também é verdadeiro, isto é, se tivéssemos dissolvido uma massa menor de sal nesse mesmo volume de solução, a concentração seria menor. Portanto, podemos concluir que a concentração comum (C) ou concentração em massa de uma solução química é a relação que existe entre a massa do soluto (m1) e o volume da solução (V). Podemos calcular a concentração comum por meio da seguinte fórmula matemática: Vamos usar essa fórmula para descobrir qual é a concentração da solução citada no início, antes, porém, veja quais são as unidades usadas no Sistema Internacional de Unidades (SI): m1= grama (g) V = litro (L) C = g/L Veja que a unidade do volume é em litro, portanto, precisamos transformar o volume da solução, que está em mL (mililitros), para litros (L): 1 L ----------- 1000 mL x = 0,5 L Agora sim podemos substituir esses dados na fórmula: C = m1 C = _5,0 g C = 10 g/L Isso significa que em cada litro da solução existem 10 g de sal. A unidade no SI para a Concentração Comum é g/L. No entanto, pode-se expressar essa grandeza utilizando outras unidades que também mostrem a relação entre a massa do soluto e o volume da solução, tais como: g/mL, g/m3, mg/L, kg/mL etc. Voltando novamente à solução preparada de NaCl, digamos que a dividíssemos em três alíquotas, ou seja, três amostras diferentes da solução, que conteriam respectivamente 0,1 L, 0,3 L e 0,4 L. Podemos descobrir a massa de NaCl dissolvida em cada uma dessas alíquotas por meio de uma regra de três simples: 1ª alíquota: 2ª alíquota: 3ª alíquota: 0,5 L ----- 5,0 g 0,5 L ----- 5,0 g 0,5 L ----- 5,0 g 0,1 L ----- y 0,3 L ----- w 0,4 L ----- z y = 1,0 g w = 3,0 g z = 4,0 g Agora, veja o que acontece se calcularmos novamente a concentração comum para cada uma dessas alíquotas: 1ª alíquota: 2ª alíquota: 3ª alíquota: C = _1,0 g C = _3,0 g C = _4,0 g 0,1 L 0,3 L 0,4 L C = 10 g/L C = 10 g/L C = 10 g/L Observou? A concentração é a mesma que a concentração inicial. Se não alterarmos a quantidade de soluto nem de solvente, a concentração será a mesma em qualquer alíquota da solução. Isso acontece porque, se por um lado o volume é menor, a massa de soluto dissolvido também é menor, de modo proporcional. Assim, a concentração em massa não depende da quantidade da solução. A concentração comum é muito utilizada no cotidiano. Por exemplo, o Código Nacional de Trânsito antigamente previa penalização para quem apresentasse a concentração de álcool no sangue igual ou acima de 0,6 g/L . Atualmente, qualquer quantidade de álcool no sangue que for identificada no teste do bafômetro pode levar às penalidades previstas em lei. Veja o texto Princípio Químico do Bafômetro para entender como a concentração de álcool no sangue afeta uma pessoa e como o bafômetro detecta isso. Além disso, os rótulos nutricionais de muitos alimentos, medicamentos e materiais de limpeza e higiene, que são líquidos,trazem a concentração de seus componentes dissolvidos. Por exemplo, no rótulo abaixo, diz que em 100 mL do alimento tem 9,0 g de carboidratos. Veja então qual é a concentração de carboidrato nesse alimento: C = m1 C = _9,0 g C = 90 g/L Isso quer dizer que para cada litro do alimento em questão, serão ingeridos 90 gramas de carboidratos.
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