INSTITUTO NACIONAL DE SAN RAFAELAlumna: María Mercedes Gutiérrez Guardado.

Profesor: Julio Cesar Hernández.Materia: Ciencias Naturales.

Grado: 1° “B”

CONCENTRACIONES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LAS SOLUCIONES

Soluciones Químicas Las soluciones son sistemas homogéneos formados

básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. El segundo se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto mas la masa de solvente.

Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Las más comunes son las líquidas, en donde el soluto es un sólido agregado al solvente líquido. Generalmente agua en la mayoría de los ejemplos. También hay soluciones gaseosas, o de gases en líquidos, como el oxígeno en agua. Las aleaciones son un ejemplo de soluciones de sólidos en sólidos.

La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de las propiedades químicas de ambos. Por ejemplo, los solventes polares como el agua y el alcohol, están preparados para disolver a solutos iónicos como la mayoría de los compuestos inorgánicos, sales, óxidos, hidróxidos. Pero no disolverán a sustancias como el aceite. Pero este si podrá disolverse en otros solventes como los solventes orgánicos no polares.

Las unidades físicas de concentración de las soluciones son las siguientes:

1. Masa sobre masa ( llamado también peso sobre peso). 2. volumen sobre volumen. 3. Peso sobre volumen. 4. partes por millón.

Formulas : 1. % p/p = peso del soluto / peso de la solución x 100

2. % v/v = volumen del soluto / volumen de la solución x 100

3. % m/v = gramos de soluto / ml de la solución x 100

4. ppm = mg / kg ó ppm = mg/L

1. peso sobre pesoGramos de soluto en 100g de solución. Porcentaje en masa:La masa de soluto dividida entre la masa total de solución multiplicada por 100.Al relacionar la masa del soluto, en gramo, presente en una cantidad dada de solución, debemos de aplicar la siguiente formula: %p/p= peso del soluto / peso de la solución x 100

Ejercicio de peso sobre peso : 1. calcular el porcentaje en masa de una solución de sulfato de

cobre (% en masa) en agua si contiene 25 gramos de soluto en 300 gramos de disolución:

Resolvamos:%p/p= p del soluto x 100 p de solución% p/p= 25 g x 100 300 g%p/p= 8.3 %Interpretación: el % en masa de la disolución preparada es 8.3 en sulfato de cobre (soluto).

2. Volumen sobre volumen

El porcentaje en volumen se emplea generalmente cuando la solución involucra a dos fases líquidas, aunque puede ser utilizado en otros casos, como en soluciones gaseosas.

Esta unidad de concentración es útil cuando tanto el soluto como el solvente son líquidos y es mas fácil medir los volúmenes que determinar los pesos. Se calcula de la siguiente forma:

% v/v = volumen del soluto x 100 volumen de solución

Ejercicio de volumen sobre volumen: 1. que porcentaje en volumen tendrá una solución obtenida disolviendo 80

ml de metanol en 800 ml de agua.Resolvamos: %v/v = volumen de soluto volumen de solución 80 ml + 800 ml = 880 ml entonces: v/v = 80 ml x 100 880 ml %v/v= 9.1 interpretación: El porcentaje en volumen de la disolución preparada es de 9.1%

3. Masa sobre volumen Para bastantes aplicaciones se puede utilizar porcentajes de

composición para representar concentración de disoluciones. Pero si se requiere una cantidad más específica de soluto, podemos simplemente medir una masa o volumen de disolución

El porcentaje masa-volumen es la cantidad de soluto que hay en 100 centímetros cúbicos o mililitros de la disolución. Es a partir del soluto en gramos dividido entre el volumen de la disolución en mililitros (ml):

Formula % m/v = gramos de soluto x 100 ml de la solución

Ejercicio de masa sobre volumen: 1. Si tenemos 5 g de cloruro de sodio y 250 ml de la solución ;

cual es el porcentaje masa - volumen: Resolvamos: % m/v= gramos de soluto x 100 ml de la solución % m/v = 5 g x 100 250 g % m/v = 2 %Interpretación: El porcentaje masa – volumen de la solución es de 2 %.

4. Partes por millón Partes por millón (ppm) es una unidad de medida con la que se

mide la concentración. Se refiere a la cantidad de unidades de una determinada sustancia (agente) que hay por cada millón de unidades del conjunto. Por ejemplo, en un millón de granos de arroz, si se pintara uno de negro, este grano representaría una (1) parte por millón. Se abrevia como "ppm".

Se pueden expresar de la siguiente manera: ppm = miligramos de soluto x 1,000,000 kilogramos de solución ppm = miligramos de soluto x 1,000,000 litros de solución

Ejercicio de partes por millón : Se define como los miligramos (mg) del soluto contenidos en un

kilogramo (kg) de solvente. y sus formulas son las siguientes: 1. ppm = mg kg 2. ppm = mg L mg = 1kg x 1000 x 1000 mg = 1,000,000 mg 1 k 1 g

1. cuantas partes por millón obtengo al disolver 0.03 de cloruro de sodio en 12.5 L de agua.

ppm = mg L mg NaCl = 0.03 g NaCl x 1000 g mg NaCl = 30 mg NaCl 1 g ppm = 30 mg = 2 . 4 NaCl 12 . 5 Interpretación: En esta solución hay 2 . 4 de partes por millón de cloruro de sodio.

El análisis químico de una muestra de agua se encontró que esta contiene 1.5 ml de iones de magnesio y que la cantidad de solvente (agua) es de 350 g ¿Cuál es la concentración de iones de magnesio en ppm? solución: ppm = mg 350/1000= 0.35 kg ppm = 1.5 mg = 4.28 0.35 ppm = mg de soluto kg de solventeValores: soluto: mg+ 1.50 de mg solvente: agua 350 agua x 1kg H2O x 1 kg H20 = 1000g H2O 1000g H2O ppm = 1.50/0.35 kg H20 = 4.28 mg/kg de H2O.

UNIDADES QUÍMICAS DE

CONCENTRACIÓN DE LAS

SOLUCIONES

¿Qué es concentración? La concentración, se refiere a la cantidad de soluto que hay en

una masa o volumen determinado de solución o disolvente. Puesto que , términos como concentrado , diluido , saturado o

insaturado son inespecíficos , existen maneras de expresar exactamente la cantidad de soluto en una solución , estas pueden ser:

Molaridad, Molalidad, Normalidad.

1. Molaridad En química, la concentración molar (también llamada molaridad), es una

medida de la concentración así nos concentramos de un soluto en una disolución, ya sea alguna especie molecular, iónica, o atómica. Al ser el volumen dependiente de la temperatura, el problema se resuelve normalmente introduciendo coeficientes o factores de corrección de la temperatura, o utilizando medidas de concentración independiente de la temperatura tales como la molalidad.

La molaridad se refiere al numero de moles de soluto que están presentes por litro de solución.

Formula:Molaridad = moles de soluto Litros de solución

Ejercicio de la molaridad: Calcular la molaridad de una solución que contiene 32 g de

cloruro de sodio en 0.75 L de solución Solución: primero se debe calcular el numero de moles del soluto,

dividiendo los gramos de soluto por la masa molar del mismo. masa del soluto = gramos del soluto masa molar del soluto masa del soluto = 32 g = 0. 54 moles de NaCl 58.4428

PASO # 2 Ahora aplicamos la siguiente formula general: M = mol de soluto L. solución M = 0. 54 mol de NaCL = 0. 72 M 0. 75 L solución

2. Molalidad Es el numero de moles de soluto contenidos en 1 k de solvente.

La molalidad (m) para preparar desilusiones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, si no que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo paso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.

2. Molalidad La molalidad (m) es el número de moles de soluto que contiene

un kilogramo de solvente. Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino 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.

Es el numero de moles de soluto contenidos en 1 kilogramo de solvente.

una solución formada por 36.5 g de acido cloridico (HCL) y 1000 g de agua es una solución a 1 molal ( 1 mol) . Se representa por la siguiente formula:

m = Moles de soluto kg de solvente

Ejercicio de la molalidad: cuantos gramos de nitrato de plata se necesitan para preparar 100 ml de solución a 1

m. Resolvamos: m = Moles de soluto kg de solvente Ag = 107.87 N = 14.0067 O3 = 47.997 15.999 x 3 = 47.997 169.8737 = 1 mol 100 g de H2O x 1 mol de AgNo3 x 169. 8737 AgNo3 = 16.98737 de AgNO3 100 g de H2O 1 mol de AgNO3

3. NormalidadEs el numero de equivalentes gramo de soluto contenidos en un litro de solución. La Normalidad (N) o Concentración Normal de una disolución es el número de Equivalentes Químicos (EQ) o equivalentes-gramo de soluto por litro de disolución.

3. Normalidad N = Eq – g de soluto Litros de solución (Equivalente químico) (EQ) un equivalente químico también llamado peso – equivalente o

equivalente – gramo es la cantidad de una sustancia que reacciona para producir un 1 mol de producto.

se calcula de diferentes tipos: a) equivalente químico de un acido: el equivalente químico de un acido depende del numero de

hidrógenos que se disocian y viene dado por la siguiente ecuación: EQ Acido = peso molecular del acido. N° de Átomos de Hidrogeno.

Ejercicio de la normalidad: El equivalente químico de un hidróxido, depende del numero de

hidroxilos (OH) ; y esta dado por la siguiente formula: EQ base = peso molecular N° grupos OH 1. NaOH 2. Ca (OH)2 3.AL (OH)3“NaOH”1. EQ base = 39.9967 = 39.9967 1 sodio = 22.9898 Oxigeno = 15.999 hidrogeno = 1.0079 39. 9967

“ Ca (OH) 2 “ EQ base = 74. 0938 = 37. 0469 2 Calcio = 40. 08 Oxigeno x 2 = 31. 998 Hidrogeno x 2 = 2. 0158 74.0938 “ Al (OH) 3 “ EQ base = 78. 0022 = 26. 007 3 Aluminio = 26.9815 Oxigeno x 3 = 47. 997Hidrogeno x 3 = 3.0237 78.0022