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Resumen composición de las disoluciones La concentración de una disolución es la cantidad de soluto presente en una cantidad específica de disolvente o de disolución. Existen varias formas de expresar la concentración de las disoluciones, sin embargo, cualquiera que sea la forma de hacerlo, se debe indicar la cantidad de soluto presente, ya sea en términos de masa, volumen o moles. Algunas de las formas de expresar la concentración de las disoluciones se describen a continuación: 1. Porcentajes: Uno de los métodos más sencillos para expresar la concentración es indicando el porcentaje de soluto presente, por ejemplo: Porcentaje masa / masa: este es el más utilizado para indicar la concentración de diferentes productos comerciales y se define como la cantidad de soluto expresada en gramos que hay por cada 100 gramos de disolución. Por ejemplo: en la etiqueta de la margarina se indica que ésta contiene 0,1% m/m de benzoato de sodio como preservante, lo cual significa que por cada 100 gramos margarina hay 0,1 gramos de benzoato de sodio. El % m/m se usa principalmente en disoluciones o mezclas sólidas y tiene la ventaja de que no se altera con los cambios de temperatura. Para calcularlo se utiliza la siguiente fórmula: % m/m = gramos de soluto x 100 Gramos de disolución Ejemplos: a. Calcule la concentración, en %m/m, de una disolución que se prepara mezclando 12g de azúcar en 68g de agua. G soluto: 12g % m/m = gramos de soluto x 100 G disolución: 12g + 68g = 80g gramos de disolución % m/m = 12g x 100 concentración = 15%m/m 80g b. El oro puro utilizado en joyería es de 24 quilates (24K). Si se tiene una joya que pesa 7.5g y está hecha con un oro rojo (aleación de oro y cobre) de 18K, ¿Cuántos gramos de oro y cuántos de cobre tiene la joya? 24K equivale al 100% 18 x 100 = 75%m/m 18K equivale al X% 24 Cantidad de oro presente en la joya: X x 100 = 75%X = 75 x 7,5 = 5,62g de oro 7,5 100 Cantidad de cobre presente en la joya: 7,5g – 5,62g = 1,88g de cobre Porcentaje masa / volumen: este porcentaje indica la cantidad de gramos de soluto que hay por cada 100mL de disolución. La fórmula para calcularlo es la siguiente: % m/v = gramos de soluto x 100 mL de disolución El % m/v se utiliza, comúnmente, para expresar la concentración de las disoluciones líquidas, en las cuales el soluto puede de líquido, sólido o gaseoso. Ejemplo: Calcule el % m/v de sal en el agua de mar, si 300mL de ésta contiene 9300mg de NaCl. G soluto: 9300mg 9,3g % m/v = gramos de soluto x 100 mL disolución: 300mL mL de disolución % m/v = 9,3g x 100 300mL Concentración = 3,1%m/v Porcentaje volumen / volumen: este porcentaje se refiere al volumen de soluto, generalmente expresado en mL, por cada 100mL de disolución. La fórmula para calcularlo es: % v/v = mL de soluto x 100 mL de disolución La unidad utilizada puede ser cualquier unidad de medición de líquidos, pero deben ser las mismas para el soluto y el disolvente. Ejemplo: Un ungüento antirreumático contiene 15mL de silicato de metilo en 115mL de mezcla. Calcule la concentración de este medicamento en %v/v mL soluto: 15mL % v/v = mL de soluto x 100 mL disolución: 115mL mL de disolución % v/v = 15mL x 100 115mL Concentración = 13.04%v/v Molaridad (M) La molaridad es considerada como el número de moles de soluto en 1 L de disolución, es decir, Molaridad = moles de soluto Litros de disolución Por lo tanto, las unidades de la molaridad son moles/L. También se puede expresar algebraicamente como M =n V Donde n denota el número de moles de soluto V es el volumen de la disolución en litros. Una disolución de glucosa (C6H12O6) 1.46 molar, escrita como C6H12O6 1.46 M, contiene 1.46 moles del soluto (C6H12O6 en un litro de disolución. Por supuesto, no siempre trabajamos con volúmenes de disolución de 1 L. Por lo tanto, una disolución de 500 mL que contenga 0.730 moles de (C6H12O6 también tiene una concentración de 1.46 M: Partes por Millón: Las Partes por millón (ppm) es una unidad de medida de concentración que mide la cantidad de unidades de sustancia que hay por cada millón de unidades del conjunto. El método de cálculo de ppm es diferente para sólidos, líquidos y gases: • Ppm de elementos sólidos y líquidos: se calcula según el peso: Ejemplos de Partes por Millón: Ejemplo 1• En un control sanitario se detectan 5 mg de mercurio (Hg) en un pescado de 1,5 kg. Calcular la concentración: • Peso de mercurio = 5 mg = 5 ·10-6 kg • Peso del pescado = 1,5 kg • Ppm = (5 · 10-6 / 1,5) · 106 = 7,5 ppm Ejemplo 2: se han detectado 12 mg de sustancia radioactiva en un depósito de 3 m3 de agua. Calcular la concentración: Peso de sustancia analizada = 12 mg = 1,2·10-5 kg Peso de los 3 m3 de agua = 3.000 kg Ppm = (1,2 · 10-5 / 3.000) · 106 = 0,004 ppm Ppb = (1,2 · 10-5 / 3.000) · 109 = 4 ppb En este caso es más adecuado emplear la concentración por ser extremadamente baja