3- DISOLUCIONES - Yeira Belen Chilan Laz

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Pedagogía de la Química y Biología
Instituto de Ciencias Básicas-
Departamento de Química
Asignatura: QUÍMICA ANALÍTICA
Unidad I DISOLUCIONES
Profa. Dra. María del Rosario Brunetto de Gallignani
Cálculos y unidades de medida en Química Analítica
1.- Propiedades generales de las disoluciones acuosas
2.- Concentración de las disoluciones
Resumen del Contenido Programático de la Unidad 1
12.1Tipos de disoluciones
12.2 Enfoque molecular del proceso de disolución
12.3 Unidades de concentración
12.4 Efecto de la temperatura en la solubilidad
12.5 Efecto de la presión en la solubilidad de los gases 
Capítulo XII página 520
CHANG RAYMOND, y otros, Química, Ed. Mc Graw-Hill, 
7 ma. edición, México 2003
Disolución
Disolución: Es un sistema material homogéneo 
formado por dos o mas sustancias
La sustancia menos abundante recibe el 
nombre de SOLUTO y la más abundante el 
nombre de SOLVENTE
Solución = Soluto + Solvente
MATERIA
Sustancias 
puras
Mezclas
Elementos
Compuestos
HomogéneasHeterogéneas
Suspensión
Coloide
Solución
Ø > 10-3 mm 10
-6 mm < Ø < 10-3 mm Ø < 10-6 mm 
Recordando conceptos básicos
Ø: Tamaño de partícula
Sustancias que no se 
pueden descomponer en 
sustancias más simples
Sustancias formadas por 2 
o más elementos en una 
proporción definida
SUSTANCIAS
Una sustancia pura es una forma de materia con composición definida 
(constante) y con propiedades características
MEZCLAS
Mezcla: sistemas materiales formados por dos o más sustancias puras
Características:
► No ocurren reacciones químicas entre los componentes
► Cada uno de los componentes mantiene su identidad y propiedades químicas
► Los componentes pueden separarse por medios físicos, tales como: destilación, 
filtración, flotación etc
TIPOS DE MEZCLAS
SUSPENSIÓN
TIPOS DE MEZCLAS COLOIDE
TIPOS DE MEZCLAS DISOLUCIÓN
RESUMEN
►No se produce por una reacción química 
sino solamente por un proceso físico
► Puede existir en cualquiera de los tres 
estados de la materia
Disolución
► Las más comunes son las líquidas, 
especialmente en el solvente agua
El agua:
Disolución
Es descrita muchas veces como el solvente universal, 
porque disuelve muchas de las sustancias conocidas
Máxima cantidad de un soluto que se puede disolver en una
cantidad de un disolvente a una temperatura específica
Solubilidad
► La temperatura afecta la solubilidad de la mayor 
parte de las sustancias
Solubilidad en agua según Temperatura
Solubilidad de Oxígeno en agua según la Temperatura
Solubilidad y Temperatura
Solubilidad de Gases
►La solubilidad de los gases en agua por lo general disminuye al 
aumentar la temperatura
Efecto de la Presión sobre la solubilidad de los Gases
►La presión externa no tiene influencia sobre la solubilidad de líquidos y 
sólidos, pero afecta enormemente la solubilidad de los gases
►La relación cuantitativa entre la solubilidad de los gases y 
la presión está dada por la ley de Henry
Establece que la solubilidad de un gas en un líquido es
proporcional a la presión del gas sobre la disolución
Las unidades de la constante k son mol/L . atm
Efecto de la Presión sobre la solubilidad de los Gases
c= k P 
c: es la concentración molar (mol/L) del gas disuelto
P: es la presión (en atmósferas) del gas sobre la disolución
k: para un gas determinado, es una constante que sólo depende de la temperatura
Cuando la presión del gas es de 1 atm, c es numéricamente igual a k. 
Si hay varios gases presentes, P es la presión parcial
Clasificación de las soluciones
Criterios de 
Clasificación
►Por su capacidad para disolver un soluto
► Por el estado físico de las fases 
dispersa y dispersora
► Según la fase dispersora
Clasificación de las soluciones
►Por su capacidad para disolver un soluto
►Diluidas: Contiene menos cantidad de soluto que la 
que puede disolver
► Saturadas: Contiene la máxima cantidad de un soluto 
que se disuelve en un disolvente en particular a una 
temperatura específica
► Sobresaturadas: Contiene más soluto que el que 
puede haber en una disolución saturada
Clasificación de las soluciones ►Por su estado físico
Fase dispersora
Fase dispersa 
(soluto)
Ejemplo
Gaseosa
Gaseosa Aire
Líquida Aerosoles. Anestésicos
Sólida
El humo (aire solvente). Polvo en 
aire
Líquida
Gaseosa Bebidas carbonatadas
Líquida Agua-etanol
Sólida Suspensiones Inyectables
Sólida
Gaseosa Perfumería- Piedra pómez
Líquida Amalgama (Hg en Ag). Mantequilla
Sólida Aleaciones
Clasificación de las soluciones
►Según la naturaleza de la fase dispersora
Acuosas
No acuosas 
Concentración de las soluciones
La concentración de una solución expresa 
la cantidad de soluto presente en una cantidad de solución
► Los términos concentrado y diluido son expresiones relativas, 
donde ninguna de las dos nos da una indicación de la cantidad 
exacta del soluto presente
Por lo tanto se necesitan métodos cuantitativos exactos 
que expresen la concentración
Existen varios métodos 
químicos para informar o 
señalar la concentración de las 
soluciones
Métodos para expresar la concentración
Las concentraciones se pueden expresar por métodos químicos, 
que se diferencian de los métodos físicos en que toman en cuenta 
la composición del soluto (en moles) y también la del disolvente
►Molaridad (M)
► Molalidad (m)
► Fracción molar (xi)
► Porcentaje; %m/m y %m/v
► ppm (partes por millón)
Masa Molar (MM):
Masa Molar: Suma de los pesos atómicos de todos los 
átomos presentes en la molécula
Ejemplo: Cálculo del Masa Molar del
sulfato férrico, Fe2(SO4)3.
2 x PA (Fe) = 2 x 55,8 = 111,6
3 x PA (S) = 3 x 32,0 = 96,0
12 x PA (O) = 12 x 16,0 = 192,0
Masa Molar = 399,6 g/mol
Cálculos de masa, moles y EE:
Ej.: Si la MM del NaOH es 40 g/mol,
¿Cuántos moles se tendrá en 85 g del compuesto?
g 40
mol 1 x g 85
 x 
40 g  1 mol
85 g  X

g/mol 40
g 85
 
MM
m
 n
 
NaOH de g 40
NaOH de mol 1
 x NaOH de g 85
NaOH de moles 2,125 n 
Molaridad: M Se representa con la letra M mayúscula. 
Sus soluciones se conocen como Molares
M= número de moles de soluto en un litro de solución
Ejemplo: Calcular la molaridad de una disolución que se
preparó pesando 71.0 g de Na2SO4 en un volumen de 500 mL.
M.M (Na2SO4) = 142 g/mol = 0.5 mol
71 g
n = 
142 g/mol
M= 0,5 mol= 1M
0,5 L
M= moles sto
V(L) Disol
M= masa en g sto
Mmsto x V(L) Disol
(Kg)solventedemasaxsolutoMM
solutodemasam 
Molalidad: m
► Se define como la cantidad de moles de 
soluto contenido en un kilogramo de solvente
Ejemplo: Se agregan 73,0 gramos de ácido clorhídrico (HCl) a 200
gramos de agua, ¿cuál es la molalidad de la disolución?
m= 73,0 g de HCl = 10 m
36,5 g/mol x 0,200 Kg de agua
M.M (HCl) = 36,5 g/mol 
Porcentaje masa – masa y masa - volumen
► Se representa con el símbolo % m/m y % m/v y 
sus soluciones se conocen como Porcentuales
%m/m: El número de gramos de soluto 
contenidos en 100 g de solución
100x%m/m solucióndemasa
solutodemasa

%m/v: El número de gramos de soluto 
contenido en 100 mL de solución
100x%m/v solucióndevolumen
solutodemasa

Porcentaje masa – masa y masa - volumen
D: representa la relación que hay entre la masa de una 
mezcla y el volumen que ocupa
solucióndeVolumen
solucióndemasa
D 
Permite relacionar el porcentaje masa – masa con 
el porcentaje masa - volumen
Densidad: D
¿Qué %m/m tendrá una mezcla 
de 20 g azúcar y 230 g de agua?
 
100x
solucióng230g20
solutog20
C

 %m/m8C 
Ejemplo
100x%m/m solucióndemasa
solutodemasa

Expresa la cantidad de moles de cada componente en 
relación a la totalidad de los moles de disolución. 
Corresponde a una unidad adimensional
X soluto + X disolvente = 1
Fracción molar: X
moles de soluto o moles de disolvente
Fraccion molar (X) = 
moles totales de la disolución
´
Para expresar concentraciones muy pequeñas, trazas 
de una sustancia muy diluida en otra, es común utilizar 
otras unidades de concentraciónppm: partes por millón
ppt: partes por trillón
ppb: partes por billón
6masa solutoppm = x 10
masa disolución
Otras unidades de concentración
masa de soluto (mg)
masa solucion (Kg)´
ppb: partes por billón
un microgramo (µg) de soluto por litro (L) de disolución
ppt: partes por trillón
un nanogramo (ng) de soluto por litro (L) de disolución
En el caso de disoluciones acuosas
ppm: partes por millón
un miligramo (mg) de soluto por litro (L) de disolución
1.- Calcular la concentración % m/m para la solución formada por 
20 g de ácido sulfúrico disuelto en 80 gramos de agua.
100x%m/m solucióndemasa
solutodemasa

masa solución= masa soluto + masa de solvente
masa solución= 20 g H2SO4 + 80 g de agua = 100 g de solución
% m/m = 20 g x 100= 20 %
100 g
4.- Se dispone de 300 g de agua destilada, con ella se pretende 
preparar una solución 15 % m/m de carbonato de calcio. Calcular 
la cantidad de sal necesaria.
100x%m/m solucióndemasa
solutodemasa

masa solución= masa soluto + masa de solvente
masa solución= m CaCO3 + 300 g de agua
% m/m = m CaO3x 100= 15 %
mCaO3 + 300 g
15(m g + 300 g) = 100 m g
m CaCO3 = 4500/85= 52,94 g 
7.- Se disuelven 180 g de NaOH en 400 g de H2O. La densidad de
la solución es de 1,34 g/mL. a) Calcule la concentración de la
solución en M, m, % en peso.
100x%m/m
solucióndemasa
solutodemasa

masa solución= masa soluto + masa de solvente
masa solución= 180 g de NaOH + 400 g de agua= 580 g
% m/m = m NaOH x 100=
mNaOH +m H2Og
% m/m = 180 x 100= 31,03
580
Concentración de la 
solución de NaOH 31,03 %
Molaridad= número de moles de soluto
Volumen en litros de solución
Número de moles de soluto: n = masa de soluto: m
Masa molar del soluto: MMsto
Molaridad (M)= m soluto
MMsto x Vsolución
Molaridad= 180 g
40 g/mol x Vsolución
MMNaOH = 23 g/mol + 16 g/mol + 1 g/mol= 40 g/mol
Volumen de solución= Vsol ?
Densidad (D) = masa de solución
Volumen de solución
V sol = msol
D sol
V sol = 580 g = 432,84 mL
1,34 g/mL
Vsol (L) = 432,84 mL x 1 L = 0,433 L
1000 mL
Molaridad (M)= 180 g 
40 g/mol x 0,433 L M= 10,39M
(Kg)solventedemasaxsolutoMM
solutodemasam 
m= 180 g
40 g/mol x 0,4 Kg 
m= 400 g x 1 Kg = 0,4 Kg
1000 g
m= 11,25 
180 g de NaOH + 400 g de H2O M= 10,39M
m= 11,25 
31,03 %
¿Cómo calcular la molaridad (M) de una solución si conocemos 
su concentración expresada en % p/p y su densidad en g/mL?
Sustituyendo en la fórmula de molaridad:
ms ms x % x Dsol % x Dsol x 1000 
M = ———— = —————— = ———————
MMs x Vsol MMs x 100 ms 100 x MMs
ms ms x 100
% = —— x 100 = ————
msol Vsol x Dsol
Sabemos que:
100 ms 
Vsol = ———
% x Dsol
M= masa soluto
MMmsto V(sol)
M= % x Dsol x 10
MMmsto
D=m
V
m= D x V
14.- Calcular la concentración Molar de una disolución acuosa al 70% en peso
de ácido nítrico (HNO3); la densidad de la solución es de 1,42 g/mL. A partir
de la solución anterior, describe cada uno de los pasos necesarios para
preparar 250 mL de una solución de ácido nítrico 0,5 M.
Molaridad (M)= m soluto
MMsto x Vsolución
msoluto
% = —— x 100 =
msolución
Masa de soluto en 100 g solución Masa de soluto en 1 litro g solución
msoluto= % x msolución
100
x 10
M= % x msol x 10
MMsto x Vsolución
M= % x msol x 10
MMsto x Vsolución
D= msol
Vsol
M= % x D x 10
MMsto
M= 70 x 1,42 x 10= 15,78
63
M= 15,78
Mdiluida x Vdiluida = Mconcentrada x Vconcentrada
0,5 M x 250 mL = 15,78 x Vconcentrada
Vconcentrada= 0,5 M x 250 mL= 7,92 mL
15,78 M 
11.- Se disuelven 180 g de KNO3 en 800 g de agua. La densidad de
la disolución es de 1,340 g/cm3. Calcula la concentración de la
disolución en: a) Tanto por ciento en masa b) % m/V; c) M; d) m;
e) XKNO3
100x%m/v solucióndevolumen
solutodemasa

masa solución= masa soluto + masa de solvente
masa solución= 180 g + 800 g = 980 g
Volumen de solución= Vsol ?
Densidad (D) = masa de solución
Volumen de solución
V sol = msol
D sol
V sol = 980 g = 731,34 mL
1,34 g/mL
% m/V= 180 g x 100= 24,61 
731,34 mL
% m/V = 24,61
Molaridad= número de moles de soluto
Volumen en litros de solución
Número de moles de soluto: n = masa de soluto: m
Masa molar del soluto: MMsto
Molaridad (M)= m soluto
MMsto x Vsolución
Molaridad= 180 g
101 g/mol x Vsolución
MM KNO3 = 39 g/mol + 14 g/mol + 3 x 16 g/mol= 101g/mol
Vsol (L) = 731,34 mL x 1 L = 0,731 L
1000 mL
Molaridad= 180 g
101 g/mol x 0,731
M= 2,44 moles/L
(Kg)solventedemasaxsolutoMM
solutodemasam 
m= 180 g
101g/mol x 0,8 Kg 
m= 800 g x 1 Kg = 0,8 Kg
1000 g
m= 2,23 moles/Kg
XKNO3 = n KNO3 = 
n KNO3 + n H2O
n KNO3 = m = 180 g = 1,78
MM 101g/mol
n H2O = m = 800 g = 44,44
MM 18 g/mol
n totales = n KNO3+ n H2O =
1,78 + 44,44= 46,22 
XKNO3 = 1,78= 0,04 
46,22
XH2O = 44,44= 0,96 
46,22
X KNO3 + X H2O = 1 0,04 + 0,96 = 1 
m= 2,23 moles/Kg
% m/V = 24,61
M= 2,44 moles/L
XKNO3 = 0,04 XH2O = 0,96 
180 g de KNO3 en 800 g de agua