I.B.Q. HÉCTOR MANUEL CADENAS ZAMORA PREPARACIÓN DE SOLUCIONES QUÍMICAS

ÍNDICE DEL CURSO Conceptos básicos Cálculos analíticos para la preparación de reactivos Preparación de soluciones porcentuales Preparación de soluciones ppm Preparación de soluciones ppb Preparación de soluciones molares Preparación de soluciones normales

OBJETIVO GENERAL: Proporcionar los conocimientos para la preparación y determinación de la concentración de soluciones químicas.

Una disolución es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más sustancias puras que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporciones variables. ​​ También se puede definir como una mezcla homogénea formada por un disolvente y por uno o varios solutos. SOLUCIÓN O DISOLUCIÓN

La concentración química determina la proporción de soluto y solvente en una solución química. La concentración química es la cantidad en que se encuentran las sustancias que se disuelven (soluto) en relación a la o las sustancias que lo disuelven (solvente). En este sentido, la cantidad de soluto siempre será menor al solvente para que se considere una solución. CONCENTRACIÓN

Las soluciones porcentuales son aquellas cuya concentración de soluto viene expresada por 100 mL de solución. Por ejemplo, una solución porcentual de 5 g/100 mL equivale a la expresión 5% (p/v). Así, sus concentraciones se expresan con el uso de porcentajes. SOLUCIONES PORCENTUALES

FÓRMULAS

EJEMPLO 1: Te proporcionaron la fórmula para preparar cloro en tu casa y te dicen que debes usar 6.5 gr de hipoclorito de sodio (NaClO) en suficiente cantidad de agua para obtener 150 mL de disolución. Calcula el porcentaje en masa de dicha disolución.

EJEMPLO 2: Vas a preparar una salmuera (sal disuelta en agua) para utilizarla en unos encurtidos. Utilizas 300 gr de NaCl en 1000 gr de agua. ¿Cuál será la concentración de dicha salmuera?

EJEMPLO 3: Calcula la cantidad de gramos de azúcar que debes disolver en un volumen final de 750 gr de agua para preparar una disolución de azúcar al 25%.

EJEMPLO 4: Una solución de hipoclorito de sodio al 0.1% es efectiva para la desinfección de superficies contaminadas por CORONAVIRUS. ¿Cómo prepararías 1 litro de solución? Dato: la concentración de cloro domestico se encuentra el 5%.

EJERCICIO 1: Necesito preparar 10 litros de un insecticida al 0.1 % de nombre comercial SULTÁN ¿Cuánto SULTÁN debo agregar?

EJERCICIO 2: Una solución acuosa de 250 ml contiene 45.1 µg de pesticida. Expresa la concentración en porcentaje de peso, partes por millón y partes por billón.

SOLUCIONES PPM Las soluciones partes por millón (ppm):  Son las partes de masa de soluto por un millón de partes de masa de solución.  Esta concentración se utiliza 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. Por lo anterior, se puede hacer la simplificación de mg soluto/Litro de solución.

Fórmulas generales en masa Fórmulas generales en volumen

EJEMPLO 1: 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.

EJERCICIO 2: Una solución acuosa de 250 ml contiene 45.1 µg de pesticida. Expresa la concentración en porcentaje de peso, partes por millón y partes por billón.

Partes por billón (ppb): Unidad de medida para expresar concentraciones del orden de las trazas. Para el caso de mezclas sólidas se refiere a los microgramos (μg) de analito por Kg de soluto (μg/Kg) y para el caso de disoluciones líquidas se expresa como microgramo (μg) de analito por litro (L) de solución (μg/L).

EJERCICIO 1: Una solución acuosa de 250 ml contiene 45.1 µg de pesticida. Expresa la concentración en porcentaje de peso, partes por millón y partes por billón.

SOLUCIONES MOLARES (M) Son aquellas que en 1 litro de agua hay disuelto el peso molecular de la sustancia expresada en gramos. Ejemplo: Una solución (M) molar de cloruro de sodio (peso molecular=58,5) tiene 58,5 gr disueltos en 1 litro de agua.

EJEMPLO 1: Calcular la molaridad de una disolución de 250 ml en la que está disueltos 30 gramos de cloruro sódico (NaCl).

EJEMPLO 2: Calcula los gramos de hidróxido de sodio (NaOH) que se necesitan para realizar una solución de 350 ml 0.5 M

EJEMPLO 3: ¿Cuántos mililitros de H 2 SO 4 con una densidad de 1.83 g/ml son necesarios para preparar 500 ml de una solución 0.7 M?

EJEMPLO 3: ¿Cuántos mililitros de HNO 3 con una pureza del 75% y una densidad de 1.4 g/ml son necesarios para preparar 600 ml de una solución 1.5 M?

EJERCICIO 1: ¿Cuántos gramos de Na 2 SO 4 con una pureza del 85% son necesarios para preparar 300 ml de una disolución con una concentración de 0.6 M?

SOLUCIONES NORMALES (N) una solución normal (N) viene expresada en equivalentes/litro (Eq/L). Pero el número de equivalentes debe calcularse con base al peso equivalente del reactivo químico.

EJEMPLO 1: Calcula cuántos gramos de KCl son necesarios para preparar 750 ml de una disolución con una concentración 1.5 N.

EJEMPLO 2: ¿Cuántos gramos de CaSO 4 con una pureza del 70% son necesarios para preparar 500 ml de una disolución con una concentración 0.9 N.

EJERCICIO 1: ¿Cuántos mililitros de HNO 3 con una pureza del 70% y una densidad de 1.4 g/ml se necesitan para preparar 1.2 L de una disolución 1.5 N.

1. El suministro de agua de una ciudad se fluoriza mediante la adición de fluoruro de sodio NaF. La concentración deseada de F es 1.6 ppm. ¿Cuántos miligramos de NaF se deben agregar por galón de agua tratada si el suministro de agua ya es de 0.2 ppm en F.

La densidad del amoníaco concentrado, que es 28.0% p / p NH3, es 0,899 g / ml. ¿A qué volumen de este reactivo debe diluir? 1.0 × 10 3 ml para hacer una solución que es M en NH3?

El ácido clorhídrico concentrado disponible comercialmente es 37.0% p/p HCl Su densidad es 1.18 g/ml. Usando esta información calcule (a) el molaridad de HCl concentrado, y (b) la masa y el volumen, en ml, de Una solución que contiene moles de HCl.