unidades físicas y químicas de concentración. soluciones químicas son mezclas homogéneas (una...
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Unidades Físicas y Químicas de
Concentración
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Soluciones Químicas
Son mezclas homogéneas (una fase) que contienen dos o más tipos de sustancias denominadas soluto y solvente; que se mezclan en proporciones variables; sin cambio alguno en su composición, es decir no existe reacción química.
Soluto + Solvente → Solución
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Soluto
Es la sustancia que se disuelve, dispersa o solubiliza y siempre se encuentra en menor proporción, ya sea en peso o volumen.
En una solución pueden haber varios solutos.
A la naturaleza del soluto se deben el color, el olor, el sabor y la conductividad eléctrica de las disoluciones.
El soluto da el nombre a la solución.
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Solvente o disolvente
Es la sustancia que disuelve o dispersa al soluto y generalmente se encuentra en mayor proporción.
Existen solventes polares (agua, alcohol etílico y amoníaco) y no polares (benceno, éter, tetracloruro de carbono).
En las soluciones líquidas se toma como solvente universal al agua debido a su alta polaridad.
El solvente da el aspecto físico de la solución.
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CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN
La relación entre la cantidad de sustancia disuelta (soluto) y la cantidad de disolvente se conoce como concentración.
Esta relación se expresa cuantitativamente en forma de unidades físicas y unidades químicas, debiendo considerarse la densidad y el peso molecular del soluto.
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Concentración en Unidades Físicas
Porcentaje masa en masa (% m/m o % p/p): Indica la masa de soluto en gramos, presente en 100 gramos de solución.
Xg soluto → 100g solución
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Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p.
Ejemplo
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Ejemplo
Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p.
soluto + solvente → solución 20g 70g 90g
20g azúcar → 90g solución Xg azúcar → 100g solución
X = 20 x 100 = 22,22 %p/p 90
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Porcentaje masa en volumen (% m/v o % p/v)
Indica la masa de soluto en gramos disuelto en 100 ml de solución
Xg soluto → 100 ml solución
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Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 ml de solución. Calcular su concentración en % p/v.
Ejemplo
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Ejemplo
Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 ml de solución. Calcular su concentración en % p/v.
30g NaCl → 80 mL solución
Xg NaCl → 100mL solución
X = 30 * 100 = 37,5 %p/v
80
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Porcentaje en volumen (% v/v)
Indica el volumen de soluto, en ml, presente en 100 ml de solución.
X ml soluto → 100ml solución
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Ejemplo
Calcular la concentración en volumen de una solución alcohólica, que contiene 15 ml de alcohol disueltos en 65 ml de solución.
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Ejemplo
Calcular la concentración en volumen de una solución alcohólica, que contiene 15 mL de alcohol disueltos en 65 mL de solución.
15 mL alcohol → 65 mL solución X mL alcohol → 100mL solución
X = 15 * 100 = 23 %v/v
65
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Concentración común (g/L)
Indica la masa de soluto en gramos, presente en un litro de solución (recordar que 1 L = 1000 ml, por lo que es lo mismo decir mg/ml).
Xg soluto → 1 L o 1000 ml solución
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Ejemplo
Una solución de KCl contiene 10g de sal en 80 mL de solución. Calcular su concentración en gramos por litro
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Ejemplo
Una solución de KCl contiene 10g de sal en 80 mL de solución. Calcular su concentración en gramos por litro.
10g KCl → 80 mL solución Xg KCl → 1000 mL solución
X = 10 * 1000 = 125 g/L 80
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Partes por millón (ppm)
Se define como los miligramos de soluto disueltos en 1000 ml o 1 litro de solución.
Nota 1g = 1000 mg
X mg soluto → 1000 mL solución
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Ejemplo
Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0,85g de KNO3 disueltos en 670 mL de solución.
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Ejemplo
Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0,85g de KNO3 disueltos en 670 mL de solución.En primer lugar se debe transformar los gramos a miligramos, según la relación de arriba.
1 g → 1000 mg 0,85 g → X mg X = 850 mg
Teniendo los miligramos calculados, es posible realizar la regla de tres:
850 mg KNO3 → 670 mL solución X mg KNO3 → 1000 mL solución X = 1268,65 ppm
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CONCENTRACIÓN EN UNIDADES QUÍMICAS
Molaridad (M): Indica el número de moles de soluto disueltos en un litro de solución.
X mol → 1L o 1000 ml solución
M = mol de soluto
V (L) solución
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Ejemplo
Calcular la concentración molar de una solución disolviendo 7,2 moles de HCl en 7 litros de solución.
7,2 moL → 7 L X moL → 1L
X= 1,02 moL
Solución 1
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Analizando
Como n = m (g)
MM (g/moL)
M = mol de soluto Reemplazando se tiene que
V (L) solución
M = m(g)
MM(g/moL) x V (L) solución
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Ejemplo
Calcular la concentración molar de una solución de HCl que contiene 73 g en 500 ml de solución (Masa molar=36,5 g/mol).
M = masa (g)
PM x V (L)
M = 73 (g ) = 4 M
36,5 (g/mol) x 0,5 (L)
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Molalidad
La molalidad es el número de moles de soluto disueltas en un kg de solvente:
Molalidad = moles de soluto
masa de disolvente (kg)
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Ejemplo
Calcular la concentración molar de una solución de HCl que contiene 73 g en 500 ml de Agua (solvente)
(Masa molar=36,5 g/mol)Densidad del agua: 1 g/ml
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Ejemplo
Como n = m (g)
MM (g/mol)
Nº moles de HCl presentes en 500 ml de agua, ¿Cuántos moles de HCl habrá en 1Kg de solvente?
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Solubilidad
Se define solubilidad como la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en una determinada cantidad de solvente a una temperatura dada. La solubilidad depende de la temperatura, presión y naturaleza del soluto y solvente.
La solubilidad puede expresarse en:
gramos de soluto , gramos de soluto, moles de soluto
Litro de solvente 100g de solvente litro de solución