SEMANA 8 CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES PARTE I QUÍMICA 2016

CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES I Definición: Diluido y Concentrado Insaturado, Saturado y Sobresaturado Porcentaje: m/m, v/v, m/v Diluciones en %m/v y %v/v Partes por millón (ppm) Ejercicios Aplicación del %m/v en soluciones parenterales.  Laboratorio: Preparación de soluciones.

CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES (definición) Se refiere a la cantidad de SOLUTO que se encuentra disuelto en una cantidad específica de SOLUCIÓN. La SOLUCIÓN está formada por la suma del SOLUTO + SOLVENTE

Preparación de una solución 2 1 3 4

CONCENTRACION DE LAS SOLUCIONES La concentración de las soluciones se pueden expresar en : CONCENTRACION UNIDADES CUALITATIVAS O RELATIVAS PROPORCION DE SOLUTO/SOLVENTE DILUIDO CONCENTRADO CANTIDAD DE SOLUTO COMPARADA CON MAXIMA* INSATURADAS SATURADAS* SOBRESATURADAS UNIDADES CUANTITATIVAS PORCENTUALES %PESO / PESO % VOLUMEN / VOLUMEN % PESO / VOLUMEN PARTES POR MILLON QUIMICAS MOLARIDAD MOLALIDAD NORMALIDAD

Formas comunes de expresar la concentración de las soluciones SOLUCIÓN DILUÍDA: Tiene poca cantidad de soluto disuelto. SOLUCIÓN CONCENTRADA: Tiene gran cantidad de soluto disuelto.

Formas de expresar la concentración de una solución según su saturación SOLUCIÓN INSATURADA: Es la que puede disolver fácilmente más cantidad de soluto de la que ya contiene disuelto. SOLUCIÓN SATURADA: Contiene la máxima cantidad de soluto que puede ser disuelto a una temperatura determinada.

SOLUCIÓN SOBRESATURADA: Al elevar la temperatura, se puede disolver una mayor cantidad de soluto que el de saturación. Ejemplo: Si la solubilidad del KCl es: 34 gramos de KCl se disuelven en 100 g de agua a 20 grados C. Como quedaría si fuera: insaturada, saturada, sobresaturada, diluída, concentrada.

Formas de Expresar la Concentración de las soluciones en Porcentaje (%) % en peso ó masa = %p/p ó %m/m (si no se indica el tipo de %, se asume que es p/p) % p/p = masa (gr)de soluto x 100 masa (gr) de solución %p/p = masa (gr)de soluto x 100 (masa (gr) de soluto + masa (gr) de solvente)* * cuando nos dan por separado la cantidad de soluto y la cantidad de solvente, se deben de sumar para obtener la masa de la solución.

Ejercicio de % en peso (o masa) 1. ¿Cuál es el % p/p (o m/m) de una solución que se preparó disolvientdo 8.00 g de KCl (soluto) en 42.00 g de agua (solvente)?

3. ¿Cuál es el % p/p de 15.0 g de Na2CO3 disueltos en 235 g de H2O? 2. Calcule el % p/p de una solución que contiene 65 g de glucosa disueltos en 185 gramos de agua: (como se da por separado el peso del soluto y solvente, deben sumarse para obtener el peso de la solución) R: 26.0 % p/p ó 26.0 % m/m 3. ¿Cuál es el % p/p de 15.0 g de Na2CO3 disueltos en 235 g de H2O?

4. Calcule el % p/p de una solución que se preparó disolviendo 120 gr de cloruro de calcio (CaCl2) en agua hasta obtener 960 g de solución. (La solución ya incluye la masa del soluto y el solvente. No se necesita sumar). % p/p = 120 g x 100 = 12.5 % p/p 960 g

5. ¿Cuántos gramos de una solución 4 5. ¿Cuántos gramos de una solución 4.2 % p/p de urea, contienen 55 gramos de urea ? Despejar % p/p = g soluto x 100 g solución  este hay que despejar g solución = g soluto x100= 55 g x100 = 1,308.53 g % p/p 4.2 % p/p

% volumen/volumen (%v/v) Se utiliza para solutos y solventes líquidos. % v/v = mL de soluto x 100 mL de solución 1. Se preparó una solución disolviendo 750 mL de alcohol isopropílico en agua hasta obtener 1350 mL de solución. Calcule el % v/v. % v/v = 750 mL x 100 = 55.55 % v/v 1350 mL

mL de alcohol = 22.5 mL de alcohol x 250mLde enjuague 2. Un enjuague bucal contiene 22.5 % v/v de alcohol. ¿Cuántos mL de alcohol hay en un frasco de 250 mL de este enjuague? % v/v = mL de soluto x 100 mL de solución mL de alcohol = 22.5 mL de alcohol x 250mLde enjuague 100mL de enjuague = 56.25 mL de alcohol.

3. ¿Cuántos mL de una solución de aceite al 7 3. ¿Cuántos mL de una solución de aceite al 7.8 % v/v se pueden prepararse con 50 mL de aceite puro? % v/v = mL de soluto x 100 mL de solución  despejar mL de solución = mL de soluto x100 % v/v = 50 mL de aceite x100 / 7.8 % v/v = 641.03 mL

% en peso/volumen (% p/v) ó lo que es igual % masa/volumen (% m/v) Es la más común porque la mayoría de solutos son sólidos disueltos en agua. Por ejemplo las soluciones fisiológicas más comunes: Solución de dextrosa (glucosa) al 5 % p/v contiene: 5g de glucosa en cada 100 mL de solución. Solución salina ó suero fisiológico es una solución de NaCl (cloruro de sodio) al 0.9 % p/v que contiene: 0.9 g de NaCl en cada 100mL de solución.

% p/v = g de soluto x 100 mL de solución Ejercicios: 1. Calcule el % p/v de una solución que contiene 8.9 g de CaCl2, disueltos en 250 mL de solución. % p/v = 8.9 g de CaCl2 x 100 = 3.56 % p/v 250 mL

2. Calcule el % p/v de una solución que se preparó disolviendo 6 2. Calcule el % p/v de una solución que se preparó disolviendo 6.4 g de urea en agua hasta obtener 500 mL de solución. % p/v = 6.4 g x 100 = 1.28 % p/v. 500 mL 2.1. ¿Cuantos gramos de urea necesito para preparar 300 mL de la solución anterior? (despejar g soluto de la fórmula) % p/v = g soluto x 100 mL de solución g soluto = % p/v x mL de solución = 100 = 1.28 % p/v x 300mL = 3.84 g de urea

mL de solución  despejar 3. ¿Cuantos mL de una solución al 3.9 % m/v de Cloruro de potasio ( KCl) pueden preparase con 15 g de KCl ? % p/v = g soluto x 100 mL de solución  despejar mL de solución = g soluto x 100 = 15 g x 100 = 384.62 mL % p/v 3.9 %

Preparación de Soluciones: en % masa/volumen Si se pesan 5.0 g de KI y se le agrega agua hasta 250 mL. El % masa/volumen de la solución de KI será de 2.0% (m/v).

DILUCIONES Se aplica solo a soluciones líquidas. Consiste en agregar más solvente a una solución para hacerla menos concentrada. C1 x V1 = C2 x V2 C1 y V1 son la concentración y volumen inicial C2 y V2 son la concentración y volumen final diluída, después de agregarle más agua.

1. Se diluyen 70 mL de una solución al 5 1. Se diluyen 70 mL de una solución al 5.4 % p/v hasta obtener 250mL de solución. ¿Cuál es la concentración % p/v de la solución final? C1= 6.2 % p/v ; V1 = 70mL C2 = ? V2= 200 mL C1xV1 = C2xV2 despejar C2 C2 = 6.2% p/v x 70mL de solución = 2.17 % p/v 200mL de solución Al diluir una solución, la concentración final (C2) siempre será más pequeña. pasó de 5.4 % p/v  2.17 % p/v

2. ¿Qué volumen de una solución de HCl al 3 2. ¿Qué volumen de una solución de HCl al 3.1 % p/v se puede preparar al diluír 50 ml de una solución de HCl al 5.6 % p/v? V1= 50 mL C1= 5.6% p/v C2= 3.1% p/v V2 =? C1 x V1 = C2 x V2 despejar V2 V2= C1 x V1 = 5.6 % p/v x 50 mL= 90.32 mL C2 3.1 % p/v El volumen final es mayor que el inicial porque se le agregó solvente para que la concentración disminuyera.

Forma de expresar concentraciones muy pequeñas de soluto PARTES POR MILLÓN (se usa para contaminantes) 1. ¿Cuántas partes por millón de Pb +2 hay en una muestra de agua, que contiene 7.8 mg de Pb+2 en 8OO mL? ppm = 7.8mg = 9.75 mg/L = 9.75 ppm O.8L

2. Cuántos mg de F- hay en 5 Litros de una muestra de agua que contiene 3.7 ppm de ión floruro ( F)? mg de F- = 3.7 mg de F- x 5 Litros 1 litro = 18.5 mg de F- 3. En cuántos litros de una solución con concentración de 1.95 ppm de un insecticida a base de piretrina, estarán contenidos 30 mg de piretrina? (despejar litros) ppm = mg / L  L = mg / ppm L = 30.0 mg / 1.95 mg/L = 15.38 L

Ejercicios: 1. Calcule % p/p de una solución preparada con 25g KCl y 125 g de H20. 2. Calcule % p/p de una solución preparada disolviendo 8.0 g CaCl2 en agua hasta obtener 180.0 g de solución. 3. ¿Cuántos g de NH4Cl se necesitan para preparar 1,250 mL de una solución al 4 % p/v? 4. ¿Cuantos mL de una solución de alcohol al 20 % v/v pueden prepararse con 50mL de alcohol?

5. ¿Cuál es el % p/v de una solución que contiene 65 g de H2SO4 en 400mL de solución? 6. ¿Cuántas ppm tiene una muestra de agua que contiene 3.8 mg de F en 450mL? 7. ¿A que volumen final debemos diluir 40 mL de una solución al 6.2 % p/v para obtener una solución al 2.4 % p/v ? 8. ¿Cuantos litros de solución salina ( 0.9 % p/v) se necesitan para obtener 3.15 g de NaCl ? 9. Un paciente necesita 140 g de glucosa en las próximas 12 horas. ¿Cuántos litros de una solución de glucosa al 5 % p/v se le debe administrar ?