Unidades Físicas y Químicas de Concentración

Soluciones Químicas Soluto + Solvente → Solución Son mezclas homogéneas (una fase) que contienen dos o más tipos de sustancias denominadas soluto y solvente; que se mezclan en proporciones variables; sin cambio alguno en su composición, es decir no existe reacción química. Soluto + Solvente → Solución

Soluto Es la sustancia que se disuelve, dispersa o solubiliza y siempre se encuentra en menor proporción, ya sea en peso o volumen. En una solución pueden haber varios solutos. A la naturaleza del soluto se deben el color, el olor, el sabor y la conductividad eléctrica de las disoluciones. El soluto da el nombre a la solución.

Solvente o disolvente Es la sustancia que disuelve o dispersa al soluto y generalmente se encuentra en mayor proporción. Existen solventes polares (agua, alcohol etílico y amoníaco) y no polares (benceno, éter, tetracloruro de carbono). En las soluciones líquidas se toma como solvente universal al agua debido a su alta polaridad. El solvente da el aspecto físico de la solución.

CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN La relación entre la cantidad de sustancia disuelta (soluto) y la cantidad de disolvente se conoce como concentración. Esta relación se expresa cuantitativamente en forma de unidades físicas y unidades químicas, debiendo considerarse la densidad y el peso molecular del soluto.

Concentración en Unidades Físicas Porcentaje masa en masa (% m/m o % p/p): Indica la masa de soluto en gramos, presente en 100 gramos de solución. Xg soluto → 100g solución

Ejemplo Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p.

Ejemplo Una solución de azúcar en agua, contiene 20g de azúcar en 70g de solvente. Expresar la solución en % p/p. soluto + solvente → solución 20g 70g 90g 20g azúcar → 90g solución Xg azúcar → 100g solución X = 20 x 100 = 22,22 %p/p 90

Porcentaje masa en volumen (% m/v o % p/v) Indica la masa de soluto en gramos disuelto en 100 ml de solución Xg soluto → 100 ml solución

Ejemplo Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 ml de solución. Calcular su concentración en % p/v.

Ejemplo Una solución salina contiene 30g de NaCl en 80 ml de solución. Calcular su concentración en % p/v. 30g NaCl → 80 mL solución Xg NaCl → 100mL solución X = 30 * 100 = 37,5 %p/v 80

Porcentaje en volumen (% v/v) Indica el volumen de soluto, en ml, presente en 100 ml de solución. X ml soluto → 100ml solución

Ejemplo Calcular la concentración en volumen de una solución alcohólica, que contiene 15 ml de alcohol disueltos en 65 ml de solución.

Ejemplo Calcular la concentración en volumen de una solución alcohólica, que contiene 15 mL de alcohol disueltos en 65 mL de solución. 15 mL alcohol → 65 mL solución X mL alcohol → 100mL solución X = 15 * 100 = 23 %v/v 65

Concentración común (g/L) Indica la masa de soluto en gramos, presente en un litro de solución (recordar que 1 L = 1000 ml, por lo que es lo mismo decir mg/ml). Xg soluto → 1 L o 1000 ml solución

Ejemplo Una solución de KCl contiene 10g de sal en 80 mL de solución. Calcular su concentración en gramos por litro

Ejemplo Una solución de KCl contiene 10g de sal en 80 mL de solución. Calcular su concentración en gramos por litro. 10g KCl → 80 mL solución Xg KCl → 1000 mL solución X = 10 * 1000 = 125 g/L 80

Partes por millón (ppm) Se define como los miligramos de soluto disueltos en 1000 ml o 1 litro de solución. Nota 1g = 1000 mg X mg soluto → 1000 mL solución

Ejemplo Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0,85g de KNO3 disueltos en 670 mL de solución.

Ejemplo Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0,85g de KNO3 disueltos en 670 mL de solución. En primer lugar se debe transformar los gramos a miligramos, según la relación de arriba. 1 g → 1000 mg 0,85 g → X mg X = 850 mg Teniendo los miligramos calculados, es posible realizar la regla de tres: 850 mg KNO3 → 670 mL solución X mg KNO3 → 1000 mL solución X = 1268,65 ppm

CONCENTRACIÓN EN UNIDADES QUÍMICAS Molaridad (M): Indica el número de moles de soluto disueltos en un litro de solución. X mol → 1L o 1000 ml solución M = mol de soluto V (L) solución

Ejemplo Calcular la concentración molar de una solución disolviendo 7,2 moles de HCl en 7 litros de solución. Solución 1 7,2 moL → 7 L X moL → 1L X= 1,02 moL

Analizando Como n = m (g) MM (g/moL) M = mol de soluto Reemplazando se tiene que V (L) solución M = m(g) MM(g/moL) x V (L) solución

Ejemplo Calcular la concentración molar de una solución de HCl que contiene 73 g en 500 ml de solución (Masa molar=36,5 g/mol). M = masa (g) PM x V (L) M = 73 (g ) = 4 M 36,5 (g/mol) x 0,5 (L)

Molalidad La molalidad es el número de moles de soluto disueltas en un kg de solvente: Molalidad = moles de soluto masa de disolvente (kg)

Ejemplo Calcular la concentración molar de una solución de HCl que contiene 73 g en 500 ml de Agua (solvente) (Masa molar=36,5 g/mol) Densidad del agua: 1 g/ml

Ejemplo Como n = m (g) MM (g/mol) Nº moles de HCl presentes en 500 ml de agua, ¿Cuántos moles de HCl habrá en 1Kg de solvente?

Solubilidad Se define solubilidad como la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en una determinada cantidad de solvente a una temperatura dada. La solubilidad depende de la temperatura, presión y naturaleza del soluto y solvente. La solubilidad puede expresarse en: gramos de soluto , gramos de soluto, moles de soluto Litro de solvente 100g de solvente litro de solución