UNIDADES DE CONCENTRACIÓN

OBJETIVO Reconocer las variables que definen las unidades de concentración. Interpretar los valores correspondientes a diferentes unidades de concentración. Calcular las concentraciones de diversas disoluciones acuosas, a través de su unidad correspondiente

CONCENTRACIÓN Define la cantidad de soluto presente en una cantidad determinada de solvente o de solución. En términos cuantitativos, la concentración es la relación o proporción matemática entre las cantidades de soluto y de disolvente o bien entre las del soluto y la disolución.

NOTA 1_ En los problemas donde se mezclan los líquidos, los volúmenes se consideran aditivos (aunque realmente no lo son, es una aproximación) 2_ En los problemas donde aparecen datos de densidad y volumen, estos se encuentran dados a una misma temperatura. 3_ En los problemas en los que se describe un proceso (mezcla, disolución, dilución, etc.) se considera que el estado inicial y final del sistema se encuentra a igual temperatura y presión. 4_ La densidad del agua se considera siempre 1 g/ mL (aproximación)

UNIDADES DE CONCENTRACIÓN Las unidades de concentración más comunes son: _ Porcentaje en masa: % m / m _ Porcentaje en Volumen: % V / V _ Porcentaje masa / Volumen: % m / V _ Partes por millón: ppm _ Molaridad: M _ Molalidad: m _ Fracción Molar: X

Masa de la Solución masa de solución = masa de soluto + masa de solvente

DENSIDAD La densidad de una sustancia es la masa de la sustancia dividida por el volumen que ocupa esa sustancia. Se mide en: kg / L, g / mL, g/cm3,,etc.

Porcentaje en masa (%m/m) Es la masa de soluto que está contenida en 100 g de solución.

Porcentaje en Volumen (% V/ V) Es el volumen de soluto que está contenido en 100 mL de solución.

Porcentaje masa / Volumen (% m/ V) Es la masa de soluto que se encuentra en 100 mL de solución.

PARTES POR MILLÓN Expresa la cantidad de unidades o partes de una determinada sustancia que hay por cada millón de unidades o partes del conjunto. Ejemplo: 1 ppm (1 parte contenida en un millón de partes).

En masa Expresa los gramos de soluto que existen por 1 millón de gramos de solución.

PARTES POR MILLÓN (ppm) Esta unidad de concentración se usa para soluciones muy diluidas, como en el análisis de agua o preparaciones biológicas. En estas soluciones muy diluidas, su densidad es muy cercana a la del agua y se supone que la densidad de la solución es de 1,00 g/mL (igual a la del agua).

EJEMPLO Mediante un análisis experimental se determinó que 4,5x105 litros de agua contenían 110 gramos de iones Na+ . Determine la concentración de iones Na+ en ppm.

EJEMPLO. Una muestra de agua contiene 3.5 mg de iones fluoruro (F-) en 825 mL de solución. Calcule las partes por millón del ion fluoruro en la muestra

EJEMPLO Calcule los mg de fluoruro (F-) que hay en una muestra de 1.25 L de solución que tiene 4.0 ppm de ion fluoruro

CONCEPTO DE MOL La masa de un átomo es sumamente pequeña. Para evitar este dilema, se introduce la unidad de medida conocida como mol. De acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades, un mol es la cantidad de sustancia que contiene 6,022 · 1023 entidades elementales, ya sean átomos, moléculas o iones.

¿CÓMO CALCULAR LA CANTIDAD DE SUSTANCIA: n (los mol) Para determinar cuántos moles de moléculas o de átomos se encuen­tran en una sustancia dada, aplicamos la siguiente expresión.

Molaridad: [ ] o M Cantidad de moles de soluto que existen en un litro de solución.

Molalidad (m) Es la cantidad de moles de soluto que están disueltos en 1 kg de solvente.

Fracción molar () Expresa el cociente entre el nº de moles de un soluto en relación con el nº de moles total (soluto más disolvente). Igualmente

FRACCIÓN MOLAR c A = c B = FRACCIÓN MOLAR (c) Mol de A Suma de moles de ambos A B + c B = moles de B Suma de moles de ambo B +

Calcular la fracción molar de CH4 y de C2H6 en una mezcla de 4 g de CH4 y 6 g de C2H6 y comprobar que la suma de ambas es la unidad. 4 g 6 g n (CH4) =———— = 0,25 mol; n (C2H6) =————= 0,20 mol 16 g/mol 30 g/mol n (CH4) 0,25 mol (CH4) = ———————— = ————————— = 0,56 n (CH4) + n (C2H6) 0,25 mol + 0,20 mol n (C2H6) 0,20 mol  (C2H6) = ———————— = ————————— = 0,44 n (CH4) + n (C2H6) 0,25 mol + 0,20 mol (CH4) +  (C2H6) = 0,56 + 0,44 = 1

¿CONCENTRADA o DILUIDA?

Concentración de una Solución Solvent Solute