Concentración de las disoluciones

Porcentaje masa-masa ( %m/m)Porcentaje volumen-volumen (% v/v)Porcentaje masa-volumen (%m/v)Molaridad MolalidadFormalidadNormalidadFracción molarPartes por millón (PPM)

Concentración de las disoluciones.

En química, la concentración de una disolución es la proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la disolución es el resultado de la mezcla homogénea de las dos anteriores. A menor proporción de soluto disuelto en el disolvente, menos concentrada esta la disolución, y a mayor proporción mas concentrada esta.

Veamos un ejemplo

Estos vasos, que contienen un tinte pardo rojizo, muestran cambios cualitativos en la concentración.

Las disoluciones a la izquierda están mas diluidas, comparadas con las soluciones del lado derecho

Solubilidad

Cada sustancia tiene una solubilidad para un disolvente determinado.

La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que puede mantenerse disuelto en una disolución, y depende de condiciones como la temperatura, presión y otras sustancias disueltas o en suspensión.

Cuando se alcanza la máxima cantidad de soluto en una disolución esta saturada, y ya no se admitirá mas soluto disuelto en ella.

Ejemplo

Si agregamos una cucharadita de sal a un vaso de agua la sal se disolverá. Y si continuamos agregando sal habrá cada vez mas concentración de esta hasta que el agua ya no pueda disolver mas sal por mucho que le agitemos. Entonces, la disolución estará saturada, y la sal que le agreguemos, en vez de disolverse se precipitara al fondo del vaso.

Si calentamos el agua esta podrá disolver mas sal, y si la enfriamos, el agua tendrá menos capacidad para retener disuelta la sal, y el exceso se precipitara.

Formas de expresar la concentración.

Los términos cuantitativos son cuando la concentración se expresa científicamente de una manera numérica muy exacta y precisa.

Algunas de estas formas cuantitativas de medir la concentración son los porcentajes del soluto (como los usados al principio) molaridad, normalidad, partes por millón y entre otras.

Estas formas cuantitativas son las usadas tanto en la industria para la elaboración de productos como también en la investigación científica.

Ejemplo El alcohol comercial de uso domestico.Generalmente no viene en una presentación pura de (100% alcohol).

Sino que es una disolución de alcohol en agua en cierta porción, donde el alcohol es el soluto ( la sustancia que se disuelve) y el agua es el disolvente ( la sustancia que disuelve el soluto).

Cuando la botella dice que este alcohol esta 70% V/V(de concentración) significa queHay un 70% de alcohol y un 30%es agua.

Concentración en términos cualitativos.

La concentración de las disoluciones en términos cualitativos, también, llamados empíricos, no toma en cuenta cuantitativamente (numéricamente) la cantidad exacta del soluto y disolvente presente, dependiendo de su proporción la concentración se clasifica en:

Diluida o Concentrada

Insaturada, saturada y sobresaturada

Diluida y concentrada

A menudo en el lenguaje informal, no técnico la concentración se escribe de una manera cualitativa con el uso de adjetivos como diluido o débil para las disoluciones de concentración relativamente baja y de otros como concentrado o fuerte para las disoluciones de concentración relativamente alta.

En una mezcla, esos términos relacionan la cantidad de sustancia con la intensidad observable de los efectos o propiedades como:

Color Sabor Olor Viscosidad Conductividad eléctrica Etc.

Ejemplos La concentracion del café puede

determinarse por su color y sabor.

La de una limonada por su sabor y olor.

La del agua azucarada por su sabor.

Una regla practica es que cuanto mas concentrada es una disolución cromática, generalmente mas intensamente coloreada esta.

Insaturada, saturada y sobresaturada

La concentración de una disolución puede clasificarse en términos de la solubilidad.

Dependiendo de si el soluto esta disuelto en el disolvente en la máxima cantidad posible, menor, o mayor a esta cantidad para una temperatura y presión dados:

Disolución insaturada Disolución saturada Disolución sobresaturada

Disolución insaturada

Es la disolución que tiene una menor cantidad de soluto que el máximo que pudiera contener a una temperatura y presión determinadas.

Disolución saturada

Es la que tiene la máxima cantidad de soluto que pueda contener a una temperatura y presión determinadas. Una vez que la disolución esta saturada esta no disuelve mas soluto.En ellas existe unequilibrio entre soluto y el disolvente.

Disolución sobresaturada

Es la que contiene un exceso de soluto a una temperatura y presión determinadas ( tiene mas soluto que el máximo permitido en una disolución saturada).

Cuando se calienta una disolución saturada, se le puede disolver una mayor cantidad de soluto. Si esta disolución se enfría lentamente, puede mantener disuelto este soluto en exceso si no se le perturba.

Sin embargo la disolución sobresaturada es inestable, y con cualquier perturbación como por ejemplo un movimiento brusco, el soluto en exceso inmediatamente se precipitara, quedando entonces como una disolución saturada.

Hielo instantáneo

INGREDIENTES: ACETATO SODICO TRIHIDRATADO Y AGUA DESTILADA

Concentración en términos cuantitativos

Para uso científicos o técnicos, una apreciación cualitativa de la concentración casi nunca es suficiente, por lo tanto las medidas cuantitativas son necesarias para describir la concentración

A diferencia de las concentraciones expresadas de una manera cualitativa o empírica, las concentraciones expresadas en términos cuantitativos o valorativos toman en cuenta de una manera MUY PRECISA las proporciones entre las cantidades de soluto y disolvente que están utilizando en una disolución.

Este tipo de clasificación de las concentraciones es muy utilizada en la industria, procedimientos químicos, farmacias, etc., ya que todos ellos es necesario, mediciones 100% precisas.

Hay varias maneras de expresar la concentración cuantitativamente, basándose en la masa, volumen o ambos.

Ocasionalmente esta información puede no estar disponible, particularmente si la temperatura varia.

Por lo tanto, la concentración de la disolución puede expresarse como:

Porcentaje masa-masa ( %m/m) Porcentaje volumen-volumen (% v/v) Porcentaje masa-volumen (%m/v) Molaridad Molalidad Formalidad Normalidad Fracción molar Partes por millón (PPM)

Porcentaje masa-masa (%m/m)

S e define como la masa de soluto (sustancia que se disuelve) por cada 100 unidades de masa de la disolución:

%masa=◦ 100

Ejemplo: si disuelves 20 g de azúcar en 80 de agua

20 %masa=◦ 100

Porcentaje volumen-volumen (% v/v)

 

Ejemplo: si se tiene una disolución de 20% en volumen (20%v/v) de alcohol en agua quiere decir que hay

20 ml de alcohol por cada 100 ml de disolución.

La graduación alcohólica de las bebidas se expresa precisamente así: Un vino de 12 grados tiene un 12% (v/v) de alcohol.

Porcentaje masa-volumen (%m/v)

Se puede usar también las mismas unidades que para medir la densidad aunque no conviene combinar ambos conceptos.

La densidad de la mezcla es la masa de la disolución dividida por el volumen de esta,mientras que la concentración en dichas unidades es la masa de soluto dividida por el volumen de la disolución por 100.

Se suele usar gramos por mililitro (g/ml) y a veces se expresa como (%m/V)

} 

Molaridad

O también conocida como concentración molar, es la cantidad de soluto por cada litro de disolución.

M=

Es el método mas común de expresar la concentración en química, sobre todo cuando se trabaja con reacciones químicas y relaciones estequiometrias.Sin embargo, este proceso tiene el inconveniente de que el volumen cambia con la temperatura.

EJEMPLORecordamos que la concentración molar M se define como el numero de moles n de soluto en un litro de disolución, es decir;M=n/L.

Cual será la concentración molar (o molaridad)de una solución de fluoruro de calcio. CaF2, que tiene 8g del soluto 250 ml de solución?

Procedimientoa) Conocer el numero de moles de CaF2,

para ello se determina la masa molecular (MM) de soluto, CaF2:

MM= Ma de Ca + (MA de F) 2 =40. 08 + (18.9984) 2 =

40.08 + 37.996 =78.067 g/mol

b) A partir del dato obtenido, se establece el valor en gramos para un mol de soluto:

1 mol CaF2= 78.067 g

c) Se calcula el numero de moles que equivale la cantidad de soluto indicada en el enunciado del problema (8g):

1 mol de CaF2 = 78.067 g

X mol CaF2 = 8g

X = (1 mol CaF2 ) (8g) / 78.067 g =

0.102 mol CaF2

Ello significa que la solución contiene:0.102 moles de 250 mililitros.

d) Por ultimo, el resultado obtenido, o numero de moles. Se extrapola a un litro de solución, es decir, se estima mediante la relación matemática el numero de moles CaF2 que se tendría en un litro de solución. El resultado indica la Molaridad:

CaF2 = x = 0.4 moles/L =0.4m

RESULTADO

Por lo tanto la solución de CaF es 0.4 M₂

MOLALIDADLa molalidad (m) es el numero de moles de soluto que contiene un kilogramo de disolventes. Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz a forzado, como en caso de la molaridad, si no que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.

m = NOTA: Es menos empleada pero de igual importancia.

FORMALIDAD (F)Es el numero de peso – formula – gramo o masa molecular por litro de disolución. F= El numero de peso-formula-gramos tiene unidad de g/PFG

NORMALIDADEs el numero de equivalentes (eq-g) de soluto (sto) por litro de disolución (Vsc).N=El numero de equivalentes se calcula dividiendo la masa total por la masa de un equivalente; o bien como el producto de la masa total y la cantidad de equivalentes por mol, dividido por la masa molar.

Partes por millon (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.

Ppm = X 1000 000=

EjemploUna 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.

= 42 ppm

825 mil soln x

PARA REAFIRMAR EL CONOCIMIENTO PUEDES CONSULTAR INFORMACION LA FUENTE QUE TU ELIJAS

FIN