Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Química I Bloque temático 1. Mezclas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón

Propósito Actividad de consolidación Fuentes consultadas Introducción Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación  Serás capaz de valorar preconcepciones personales o comunes de la naturaleza de las disoluciones, incluyendo las de tipo acuoso por ser el agua el líquido más abundante en el planeta y porque debido a sus propiedades forma parte de la mayoría de las mezclas del entorno cotidiano.  Interpretarás y aplicarás los conceptos de Concentración, Disolución, Soluto, Solvente, en la solución de problemas en los que se involucra el cálculo de Partes por millón.  Desarrollarás las habilidades necesarias para crear una metodología que te permita la comprensión y la solución de problemas.  Valorarás y comprenderás problemáticas que se presentan continuamente a tú alrededor en el ámbito científico, social y ambiental. ¿Qué vas a lograr? ¿Qué vas a aprender? ¿Cómo lo vas a lograr? ¿Para qué te va a servir?

¿Cuántas bacterias puede haber en una muestra de agua potable? Propósito Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Introducción ¿Cuántas bacterias puede haber en una muestra de agua potable? ¿Qué otros componentes peligrosos puede tener el agua que bebemos? De acuerdo con la NORMA Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, Salud ambiental, agua para uso y consumo humano-Límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilización, el agua potable puede contener como máximo: Organismos coliformes totales 2 NMP/100ml (número más probable) o 2 UFC/100ml (unidades formadoras de colonias) Organismos coliformes fecales No detectable NMP/100ml o Cero UFC/100ml Radiactividad alfa global 0.1 Bq/l (Becquerel) Radiactividad beta global 1.0 Bq/l Arsénico 0.05 ppm (partes por millón) Cianuros (como CN-) 0.07 ppm Cloruros (como Cl-) 250.00 ppm Mercurio 0.001 ppm DDT (total de isómeros) 1.00 ppm Plomo 0.025 ppm Sodio 200.00 ppm y otras sustancias más que puedes consultar en http://www.economia-noms.gob.mx/

1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 1. Disoluciones Una disolución (o solución) es una mezcla homogénea de dos (o más) sustancias, por lo que el tamaño de las partículas que la forman debe ser menor a 10A°. Las disoluciones están formadas por el Soluto y el Solvente. 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Partes por millón, ppm 2.1 Factores de conversión de ppm 3. Solución de problemas que involucran ppm 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo Solvente 1.1 Soluto Es la sustancia dispersa, generalmente sólida, en menor proporción en la solución. 1.2 Solvente Soluto Es el medio dispersor, por lo general agua, que se encuentra en mayor proporción en la solución Sabías que… La frase “lo semejante disuelve a lo semejante” significa que los compuestos polares se disuelven en otros que son polares y los compuestos apolares en los que también lo sean. Como el agua (polar) disuelve la sal (polar también) y no a las grasas (apolares) Mezcla homogénea

Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Partes por millón, ppm 2.1 Factores de conversión de ppm 3. Solución de problemas que involucran ppm 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo 1.3 Concentración La concentración de una solución indica el peso o volumen de soluto presente en una cantidad especificada de solvente o de disolución. Entre los métodos para expresar estas cantidades esta: Partes por millón, ppm soluto solvente disolución

Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Sabías que… También existe el concepto de partes por billón, ppb, que es semejante al de ppm 2. Partes por millón, ppm En algunas mezclas hay ciertos componentes presentes en cantidades muy pequeñas, para ello empleamos esta unidad de medida de concentración, que se refiere a la cantidad de unidades de la sustancia que hay por cada millón de unidades del conjunto. Se abrevia como "ppm". Es un concepto análogo al de porcentaje, sólo que en este caso no es partes por ciento sino por millón (tanto por mil). Por ejemplo: concentraciones de contaminantes en agua como metales pesados: mercurio, 0.001ppm lo que equivaldría a 1*10-7% concentración de contaminantes en aire: dióxido de azufre, 0.13ppm disoluciones con muy bajas concentraciones cantidad de partículas de polvo en un ambiente 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Partes por millón, ppm 2.1 Factores de conversión de ppm 3. Solución de problemas que involucran ppm 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo

1 ppm = 1 mg = 1 g 1 L 1 mL 1 ppm = 1 mg 1 Kg Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Sabías que… Un miligramo, mg, es la milésima parte de un gramo ( 1g entre mil) y Un microgramo, g, es la millonésima parte de un gramo (1g entre un millón) Un kilogramo, Kg tiene 1000 g y un litro, L tiene 1000 ml 2. 1 Factores de conversión de Partes por millón, ppm 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Partes por millón, ppm 2.1 Factores de conversión de ppm 3. Solución de problemas que involucran ppm 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo En el caso de disoluciones acuosas, una parte por millón (1 ppm) equivale a un miligramo de soluto por litro de disolución. O lo que es lo mismo, un microgramo de soluto por mililitro: En términos de porcentaje, 10000 ppm equivalen al uno por ciento: 1,000,000 ppm = 100% En términos de masa: 1 ppm = 1 mg = 1 g 1 L 1 mL 1 ppm = 1 mg 1 Kg

ppm 3. Solución de problemas que involucran partes por millón, ppm Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 3. Solución de problemas que involucran partes por millón, ppm Sabías que… Para cambiar de ppm a porcentaje, debes emplear la operación inversa: dividir entre 1 000 000 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Partes por millón, ppm 2.1 Factores de conversión de ppm 3. Solución de problemas que involucran ppm 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo En la solución de este tipo de problemas, debemos tomar en cuenta si la expresión es en masa, en volumen o en porcentaje. 3. 1 Algoritmo Multiplicar por el factor de conversión: 1 000 000 DATOS Concentración en: % Conversión de unidades de soluto Conversión de unidades de solución Dividir: mg de soluto L o Kg de solución Resultado en: ppm Convertir las unidades de soluto a: mg Convertir las unidades de solución a: L o Kg

Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 3.2.1 Ejemplo Se encuentra que 2.85 Kg de muestra de atún contienen 0.00082 gramos de mercurio. ¿Cuál es la concentración de mercurio en partes por millón? 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Partes por millón, ppm 2.1 Factores de conversión de ppm 3. Solución de problemas que involucran ppm 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo Datos cantidad de soluto= 0.82 mg cantidad de solución= 2.85 Kg 2. Conversión de unidades de soluto 3. No hay conversión de unidades de solución 4. Dividir 5. Resultado 0.2877 ppm ppm = 0.82 mg 2.85 Kg ( 0.00082 g) 1000 mg 1g

Multiplicar por el factor de conversión 7*10-6% (1 000 000) Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación 3.2.2 Ejemplo 1. Disoluciones 1.1 Soluto 1.2 Solvente 1.3 Concentración 2. Partes por millón, ppm 2.1 Factores de conversión de ppm 3. Solución de problemas que involucran ppm 3.1 Algoritmo 3.2.1 Ejemplo 3.2.2 Ejemplo El porcentaje normal de ozono, O3, en el aire debe ser de 7*10-6%, ¿cuántas partes por millón de ozono hay en el aire? 1. Datos 7*10-6% Multiplicar por el factor de conversión 7*10-6% (1 000 000) 3. Resultado 7 ppm de O3

Actividad de Aprendizaje 1 Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Respuestas Autoevaluación Actividades de aprendizaje Actividad de Aprendizaje 1 Contesta las siguientes preguntas para determinar el avance que has obtenido sobre el tema: ¿Cuáles son las partes que forman una disolución? ¿Qué nos indica la concentración? ¿En qué casos se emplea la unidad de concentración llamada partes por millón? ¿Cómo se abrevia partes por millón? ¿Cuál es el factor de conversión que se emplea para cambiar de porcentaje a partes por millón? Si quisiéramos cambiar de ppm a porcentaje, ¿qué factor de conversión emplearías y qué operación realizarías?

Actividad de Aprendizaje 2 Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Actividades de aprendizaje Respuestas Autoevaluación Actividad de Aprendizaje 2 Resuelve los siguientes problemas: Realiza las siguientes conversiones: 100 g a mg 0.0003 mg a g 0.022 Kg a mg 0.00016 L a ml El porcentaje normal de óxido nitroso en el aire es de 0.00003, ¿cuántas partes por millón de N2O están presentes en el aire? ¿Cuál es el porcentaje de dióxido de carbono, CO2, en el aire, si sabemos que la concentración normal de CO2 es de 35000 ppm?

Respuestas a la Actividad de Aprendizaje 1 Verifica tus respuestas: Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Respuestas Actividades de aprendizaje Autoevaluación Respuestas a la Actividad de Aprendizaje 1 Verifica tus respuestas: El soluto y el solvente El peso o volumen de soluto presente en una cantidad determinada de solvente o disolución Cuando los componentes presentes en una mezcla se encuentran en cantidades muy pequeñas ppm 10 000 Dividir entre 10 000

Comprueba tus respuestas : Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Respuestas Actividades de aprendizaje Autoevaluación Respuestas a la Actividad de Aprendizaje 2 Comprueba tus respuestas : 100 000 mg 0.3 g 22000 mg 0.16 ml 30 ppm de N2O 0.035% de CO2

Arsénico 0.05 ppm (partes por millón) Cloruros (como Cl-) 250.00 ppm Actividades de aprendizaje Propósito Introducción Actividad de consolidación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Respuestas Autoevaluación Contesta las siguientes preguntas de acuerdo al texto para comprobar tu avance. El análisis de una muestra de 2L de agua potable, arrojó los siguientes resultados: Arsénico 0.00011 g Cloruros (como Cl-) 0.00025% Plomo 0.04 mg De acuerdo con la norma oficial, los límites permisibles son: Arsénico 0.05 ppm (partes por millón) Cloruros (como Cl-) 250.00 ppm Plomo 0.025 ppm El contenido de arsénico esta dentro de los límites permisibles ¿Qué operación matemática y que factor de conversión empleaste para convertir g a mg ? El contenido de cloruros es menor al límite de permisibilidad ¿Cuál es el factor de conversión y la operación matemática que empleaste para cambiar de porcentaje a ppm? El contenido de plomo es igual al límite permisible ¿Qué datos y qué operación empleaste para obtener ppm? ¿La muestra de agua es potable?

No, es mayor al límite permisible División entre 1000 Actividades de aprendizaje Propósito Introducción Autoevaluación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Respuestas Actividad de consolidación Realiza tu autoevaluación comparando tus respuestas: No, es mayor al límite permisible División entre 1000 No, es igual al límite permisible Multiplicación por 1 000 000 No, es menor al límite permisible Cantidad de soluto y cantidad de solución; división No, porque rebasa el límite permisible de arsénico

Actividades de aprendizaje Propósito Introducción Autoevaluación Fuentes consultadas Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Respuestas Actividad de consolidación Lista de cotejo Llena la lista de cotejo y al terminar identifica tus deficiencias y corrígelas. SI NO 1. Reconozco fácilmente lo que solicita el problema 2. Realizo la conversión solicitada sin dificultades 3. Comparo eficazmente las unidades de porcentaje y ppm 4. Relaciono hábilmente la conversión de porcentaje y ppm 5. Puedo resolver problemas que involucran ppm 6. Identifico claramente los datos del problema 7. Soy capaz de interpretar el concepto de ppm

Fuentes consultadas Propósito Actividades de aprendizaje Actividad de consolidación Cálculos de concentración de disoluciones: partes por millón Introducción Respuestas Autoevaluación BIBLIOGRAFÍA DICKSON, T.R. (1998). Química. Enfoque ecológico. Editorial LIMUSA, S.A. de C.V. México. GARRITZ, RUIZ ANDONI. (2001). Tú y la Química. Pearson Educación de México, S.A. de C.V. México. HOLUM, JOHN R. (1996). Introducción a los principios de química. Editorial LIMUSA, S.A. de C.V. México. COLEGIO DE BACHILLERES. Programas de estudio. Química I, Recursos naturales. Cuarto Semestre. México, 2011. PÁGINAS WEB http://www.economia-noms.gob.mx/ IMAGÉNES http://www.google.com.mx/imgres?q=gramo&hl http://esunmomento.es/Imagen/Disoluci%C3%B3n%201.jpg http://3.bp.blogspot.com/_8BgCNmeMqdo/TCKAvpcEI3I/AAAAAAAAABE/0n2OAtwf3mc/s320/quimica.jpg http://1.bp.blogspot.com/-otbLJAgsetg/Ty-waWwsECI/AAAAAAAAHoU/yEWH9xbh_vI/s1600/21+gramos+alma.jpeg http://heuramedioambiente.files.wordpress.com/2011/12/co2.jpg http://alextecnoeso.files.wordpress.com/2011/12/disolucion-del-permanganato-de-potasio-en-agua1.jpg http://aulas.iesjorgemanrique.com/calculus/quimica/tecnicas/matraz/matraz1.gif http://3.bp.blogspot.com/_zzHdRiHRG_A/TF91WLiNuWI/AAAAAAAAAIQ/Ls8dUt0CFcQ/s1600/agua.jpg http://encina.pntic.mec.es/~jsaf0002/images/la_mat2.jpg http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTUi802OIVWDeLWnj33xhy7hVguk7albOMrtVI0YRUzvhj-D9AQ http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSzus7OBEU49JmzEEmUhSiMSHSeqp59T7MHDJ7dtqhcibYMN7xXLQ http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSn3dr2tQtOwzX16qnG6LZxtE-2EDzISveHdKZW4GOOljOs1AcT2g http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSEi_hJ9XD-K80CQBoBrIaIIpm8fVVLpFcSPQ3Q8nk46oQaKZe1cg http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRWjpgJd5uCUN8mZQM-agkEV49IFYVTQcSYlcuUqa6dke9FMLKiwQ http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS8N9ijvyfsqImWLf6IWbmWWjIzjn_wzEJj1b1rQ5F9xkbBqkRc http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR_pf_IbVJHw6lto9szXvETABO1JHtx7RRQBkq1eEYAWNzNtc5fZQ

I.Q. Maricela Aguilar Saldo Autor (a) D.R. ©Colegio de Bachilleres, 2011 Departamento de Diseño de Materiales Educativos