Unidades Fsicas y Qumicas de Concentracin Soluciones Qumicas

Unidades Físicas y Químicas de Concentración

Soluciones Químicas l 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 l l 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 sabor y la conductividad eléctrica de las disoluciones. El soluto da el nombre a la solución.

Solvente o disolvente l l 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. l Esta relación se expresa cuantitativamente en forma de unidades físicas y unidades químicas, debiendo considerarse la densidad y el peso molecular del soluto. l

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Concentración común (g/L) 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 l Una solución de KCl contiene 10 g de sal en 80 m. L de solución. Calcular su concentración en gramos por litro

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

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

Ejemplo l Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0, 85 g de KNO 3 disueltos en 670 m. L de solución.

Ejemplo l Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0, 85 g de KNO 3 disueltos en 670 m. L 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 KNO 3 → 670 m. L solución X mg KNO 3 → 1000 m. L solución X = 1268, 65 ppm

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

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

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

Ejemplo l 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 l 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) l (Masa molar=36, 5 g/mol) l Densidad del agua: 1 g/ml l

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

Solubilidad l l 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 100 g de solvente litro de solución