soluciones y su concentración parte I SEMANAS 8 - 2018 Licda: Isabel Fratti de Del Cid Diapositivas con imágenes cortesía de Licda: Lilian Guzman Formas de expresar la concentración de las soluciones Parte I: I.I-Porcentajes: m/m , m/v , v/v I.II-Partes por millón:( ppm )

En ésta semana, Parte I, se verá la forma de expresar la concentración de o los solutos presentes en las soluciones; en lo que se conoce como unidades «físicas». Estas generalmente relacionan masa / masa ; masa/ volumen , volumen/ volumen. Se les dice «físicas» ya que en los cálculos no es necesario determinar el peso molecular,peso fórmula, peso equivalente, Equivalentes, moles de el o los solutos presentes. Se usa generalmente los porcentajes o proporciones en que se encuentran en las mezclas.

Porcentaje peso/peso : % p/p también conocido como (%m/m ) % p/p = masa de soluto x100 masa de solución %p/p = masa de soluto x 100 (masa de soluto + masa de solvente)* * se debe sumar cuando nos dan por separado la cantidad de soluto y la cantidad de solvente, para obtener la masa de la solución.

Ejemplo 1 El % p/p se usa mucho sobre todo en medicamentos tópicos como cremas, lociones, ungüentos Ejemplo: Efudix, una crema indicada para el tratamiento de verrugas y queratosis. Contiene 2.5 g de Fluorouracilo en 50 g de crema. Calcule en base a éste dato el % p/p de fluorouracilo en la crema. % de Flurouracilo = 2.5 g de fluorouracilo x 100 50g de crema = 5.0 % m/m ó 5.0 % p/p Nota: aquí el fluorouracilo es el soluto ( 2.5 g)y masa total de la mezcla( crema) ( 50 g) .

36g NaCl+100g de H2O % p/p = 36 g NaCl x 100 Ejemplo 2: calcule el % p/p de una solución saturada de NaCl ( contiene 36 g NaCl disueltos en 100 g de agua). % p/p = 36 g NaCl x 100 36g NaCl+100g de H2O %p/p = 36g x 100 = 26.47 % p/p 136g

EJERCICIOS Ej.1 Calcule el % p/p de una solución que contiene 65 g de glucosa disueltos en 185 gramos de agua(NOTE QUE SE DA POR SEPARADO EL PESO DEL SOLUTO Y SOLVENTE, POR LO TANTO DEBEN SUMARSE PARA OBTENER EL PESO DE LA SOLUCIÓN) %p/p = 65 g x 100 = 65g soluto x100 = 26.0% P/P 65g +185g 250g solución El resultado es el mismo si se reporta 26.0 % m/m

Calcule el %p/p de una solución preparada disolver 120 gramos de cloruro de calcio ( CaCl2) en agua hasta obtener 960 g de solución.( note que al decir solución ya se incluye la masa del soluto y el solvente, por lo tanto no debe realizarse esa suma, es decir NO se debe sumar 120 g+960g) % p/p = 120 g x 100 =12.5 % p/p 960 g

g solución = 100g de solución x 55 g de urea Cuántos gramos de una solución 4.2 % p/p, se pueden obtener con 55 gramos de urea. A- Una forma de resolverlo es usando factores: g solución = 100g de solución x 55 g de urea 4.2 g de urea = 1,309.53 g de solución B- Usan La fórmula y despejando g de solución %p/p = g soluto x 100 g solución  este hay que despejar g solución = g soluto x 100 = 55 g x 100 = % p/p 4.2 % p/p

Porcentaje p/v ó m/v % p/v Es la más común y usada, ya que la mayoría de solutos en medicamentos son sólidos , se pesan y se busca que se disuelvan en un líquido, como el agua. Ejemplo soluciones masivas parenterales ó soluciones intravenosas ( Sueros ). Ejemplo las soluciones fisiológicas, más comunes: Solución de dextrosa ( glucosa) al 5 % p/v : 5g de glucosa disueltas hasta alcanzar en 100mL de solución. Solución salina ó suero fisiológico : Solución al 0.9 % p/v de NaCl ( cloruro de sodio): 0.9 g de NaCl disueltos en 100mL de solución.

Otros ejemplos de soluciones intravenosas cuyos componentes están en % p/v. ( es decir cantidad de gramos en 100mL de solución ) Solución Principios activos ( solutos) en g por 100mL de solución Indicaciones Hartman Cloruro de sodio ( NaCl) 0.6 g Cloruro de Potasio ( KCl) 0.03g Cloruro de Calcio ( CaCl2 ) 0.02g Lactato de sodio (C3H5O2Na) 0.31g Acidosis orgánica e inorgánica. Pacientes quirúrgicos Disminuye incidencia de hipotensión Suero vitaminado al 5 % Glucosa 5.0 g Clorhidrato de tiamina 0.5 mg ( 5 x 10 -4 g) Nicotinamida 5.0 mg ( 5x10-3 g ) Riboflavina 0.75 mg (7.5 g x 10 -4 g) Piridoxina 0.54mg ( 5.4 x 10-4 g) Nutriente parenteral : reposición y aporte calórico. Deficiencia vitamínica del complejo B y electrolitos .Tx de Cetosis en desnutrición, diarrea o vómitos.

Ejercicios Porcentaje p/v : % p/v ó % m/v % p/v = g de soluto x 100 mL de solución Ejemplo. 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

Continuación de ejercicios a) Calcule el %p/v de una solución preparada disolviendo 6.4 g de urea en agua hasta obtener 500mL de solución. % p/v = 6.4 g x 100 = 1.28 % p/v. 500 mL b) Cuantos gramos de urea necesito para preparar 300mL de la solución anterior? A) Forma de resolverlo usando factores de conversión. g de urea = 1.28g de urea x 300 mL de solución = 3.84 g urea 100 mL de solución B-Forma de resolverlo: despejando g soluto de la fórmula: Despejar % p/v = g soluto x 100 mL de solución g soluto = % p/v x mL de solución = 1.28 % p/v x 300mL = 3.84 g urea 100 100

Ej: Cuantos L de una solución al 3,9 % m / v de Cloruro de potasio ( KCl) pueden preparase con 15 g de cloruro de potasio. A) RESOLVER USANDO FACTORES DE CONVERSION mL de solución = 100mL de solución x 15 g de KCl 3.9 g de KCl = 384.62mL de solución = 0.384 L B) Resolver despejando de la ecuación mL de solución % p/v = g soluto x 100 mL de solución  despejar éste valor. mL de solución = g soluto x 100 = 15 g x 100 = 384.62 mL % p/v 3.9 % Que equivale a 0.384L

a) % p/v de NaCl b) % p/v de KCl Calcule el % p/v de cada uno de los componentes de la solución Hartman ( ver diapositiva donde se encuentra el dato o vea semana 8 guías de estudio ) a) % p/v de NaCl b) % p/v de KCl

Continuación ejercicio solución Hartman c)% p/v CaCl2 = d)%p/v Lactato de sodio =

Porcentaje Volumen /Volumen : % v/v Esta unidad de concentración es útil cuando tanto el soluto como el solvente son líquidos y es más fácil medir los volúmenes que determinar los pesos. Se calcula de la siguiente forma: % v/v = mL de soluto x 100 mL de solución Ej: Se preparó una solución disolviendo 750 mL de alcohol isopropilico en agua hasta obtener 1350 mL de solución. Calcule el % v/v. % v/v = 750 mL x 100 = 55.55 % v/v 1350 mL

Un enjuague bucal contiene 22. 5 % v/v de alcohol Un enjuague bucal contiene 22.5 % v/v de alcohol. Cuántos mL de alcohol hay en un frasco de enjuague bucal de 500mL? A- Resolver usando factores de conversión mL de alcohol = 22.5 mL de alcohol x500mLde enjuague 100mL de enjuague = 112.5 mL de alcohol

mL de soluto = % v/v x mL de solución 100 B)También puede resolverlo, despejándolo de la fórmula:  despejar éste dato % v/v = mL de solutox 100 mL de solución mL de soluto = % v/v x mL de solución 100 mL de alcohol= 22.5 % v/v x 500 mL = 112.5 mL de alcohol

7.8mL de aceite = 641.03 mL de solución. Cuántos mL de una solución que contenga 7.8 %v/v de aceite pueden prepararse con 50mL de aceite. A-Resolver usando factores de conversión mL de solución =100mL de solución x 50mLdeaceite 7.8mL de aceite = 641.03 mL de solución. B- Resolver despejando en la fórmula los mL de solución: % v/v = mL de soluto x 100 mL de solución  despejar éste mL de solución = mL de soluto x100 % v/v = 50mL de aceite x100 = 641.03 mL 7.8 % v/v

Partes por Millón ppm ppm = mg de soluto Litro Usada cuando se desea expresar cantidades muy pequeñas de sustancias en volúmenes muy grandes de muestra. Ej la concentración de contaminantes en agua, aire ó suelo. Se usará ppm = mg de soluto Litro Ej: Cuántas partes por millón de Pb +2, hay en una muestra de agua, que contiene 7.8 mg de Pb+2 en 8OO mL de una muestra de agua. ppm = 7.8mg = 9.75 mg/L ó bien : 9.75 ppm. O.8L

1-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 = 18.5 mg F- 1 litro 2-Cuántos litros de una solución al 1.95ppm de un insecticida a base de piretrina, se pueden obtener con 30 mg de piretrina.? Resp: se debe despejar litros. ppm = mg / L  despejar L = mg/ ppm L = 30.0 mg / 1.95 mg/L  15.38 L

Dilución Proceso por el cuál se reduce la concentración de una solución, por adición de solvente lo que provoca un incremento en el volumen total de la solución, disminuyendo su concentración. El siguiente cálculo debe usarse para % v/v y % p/v no es aplicable a % p/p Fórmula a usarse : C1 x V1 = C2 x V2 C1 y V1, son la concentración y volumen inicial C2 y V2. Son la concentración y volumen final Siempre después de una dilución C2 < C1 y V2 >V1 Ejemplos prácticos: si quiere poner menos espeso su café ( menos concentrado), le añade agua.

Ejemplo de dilución Ej. Se diluyen 70mL de una solución al 6.2 % p/v hasta obtener 200mL de solución. Cuál es la concentración % p/v de la solución final.? Identifique los datos: 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 Note: que al diluir, la concentración se vuelve más pequeña, pasó de 6.2 % p/v  2.17 % p/v

Cont. Ejercicios de dilución A que volumen final hay que diluir 50mL, de una solución al 5.6 % p/v, para que su concentración final sea 3.1 % p/v.? Datos: V1= 50 mL C1= 5.6 % p/v V2 =? C2 = 3.1 % p/v C1 x V1 = C2 x V2, despejar V2: V2= C1 x V1 = 5.6 % p/v x 50mL= 90.32 mL C2 3.1 % p/v Note: como el v 2, es > que el v1, como es de esperarse, pues para diluir algo, generalmente se añade solvente lo que incrementa su volumen.

Ejercicios: Realice los siguientes cálculos Calcule % p/p de una solución preparada con 25g KCl y 125 g de H20 Calcule % p/p de una solución preparada disolviendo 8.0 g CaCl2 en agua hasta obtener 180.0 g de solución. Cuántos g de NH4Cl, necesitamos para preparar 1250 mL de una solución al 4 % p/v.? Cuantos mL de una solución de alcohol al 20 % v/v, pueden prepararse con 50mL de alcohol.

Cuál es el % p/v de una solución que contiene 65 g de H2SO4 en 400mL de solución.? Cuántas ppm tiene una muestra de agua que contiene 3.8 mg de F en 450mL 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 Cuantos litros de solución salina ( 0.9 % p/v) se necesitan para obtener 3.15 g de NaCl .

Un paciente necesita 160g de glucosa en las próximas 24 horas Un paciente necesita 160g de glucosa en las próximas 24 horas. Cuántos litros de una solución de glucosa al 5 % p/v, se le debe administrar.

Niño de 6 años, pesa 40 lbs, se le debe administrar vía oral, una sola dosis de un medicamento, la cual debe ser 45 mg/Kg. La suspensión posee 250 mg med. / 5mL de suspensión. Cuantos mLs de suspensión debe administrarsele.? Solución: Como la dosis del medicamento está por Kg de peso, debemos convertir el peso del niño de lbs a Kg. Peso en Kg = 1 Kg x 40 lbs = 18.2 Kg 2.2 lbs

Ahora calcule los mg del medicamento a administrarse, de la siguiente forma mg medicamento= 45 mg x 18.2Kg peso Kg de peso = 819 mg del medicamento. Calcule los mL de suspensión que debe dársele: mL de suspensión = 5mL suspensión x 819 mg medicamento 250 mg del medicamento. = 16. 38mLde suspensión.

El problema anterior, puede resolverse por factores estequiométricos en un solo planteamiento así: mLde suspensión = 5mL suspensión x 45 mg med. x 1 Kg x 40 lbs 250 mg med Kg de peso 2.2 lbs = 16.36 mL de suspensión

Una solución al 15 % p/p se prepara disolviendo 15 g de cualquier soluto ( en 85 g de agua( o en otro solvente indicado) * Con esto podemos decir que en 100 g de solución hallaremos 15 g de urea y 85 g de agua. o cualquier proporción, Ej: Ej: 7.5 g de urea en 42.5 g de agua Solución al 15 % p/p de Urea

Es decir en 100mL de esa solución hay 5 g de soluto. Una solución al 5 % p/v de cualquier soluto se prepara disolviendo 5 g de soluto en agua ( o en el solvente indicado), hasta completar 100mL de solución.* Es decir en 100mL de esa solución hay 5 g de soluto. * o cualquier proporción ej: 2.5 g de soluto en 50mL de solución Solución al 5 % p/v de glucosa

Solución al 30 % v /v de etanol Una solución al 30 % v/v de cualquier soluto se prepara disolviendo 30mL de ese soluto en agua ( u otro solvente) hasta obtener 100mL de solución. No se prepara con 30mL de soluto y 70 mL de solvente, ya en la mezcla de líquidos los volúmenes no son aditivos ( es decir 30mL de etanol + 70mL de agua no dan exactamente 100mL de solución) Pero si podemos afirmar que en 100mL de solución hay 30mL de soluto *. * O cualquier otra proporción: Ej: en 50 mL de solución hay 15 mL de soluto.

La norma Coguanor NGO 29001 establece que el límite máximo aceptable de Cobre en el agua es 0.05mg/L que equivale a 0.05ppm) Si una muestra de agua de pozo posee 6.5 mg de Cobre en 800 mL de esa agua. Calcule: ppm de el agua del pozo. B) Se halla dentro del límite máximo aceptable que indica la norma de la Comisión Guatemalteca de Normas ( COGUANOR) ? Razone su respuesta.