UNIDADES DE

CONCENTRACIN

UNIVERSIDAD DE VALPARASO Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales

Carrera Biologa Marina

Susana Giglio Muoz

Qu son las disoluciones qumicas?

Mezcla homognea, constituida por dos o

ms componentes

Soluciones = disoluciones

COMPONENTES DE UNA DISOLUCION

SOLUTO: Es la sustancia que se encuentra en menor cantidad y por lo tanto, se disuelve

SOLVENTE O DISOLVENTE: Es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad y por lo

tanto, disuelve

Solucin Solvente Soluto

Refresco (l) H2O Azcar, CO2

Aire (g) N2 O2, CH4

Soldadura (s) Cr Mn, C , P , Si , S

Ejemplos:

EL AGUA COMO DISOLVENTE

El agua es el disolvente ms universal, es decir, el lquido que ms sustancias

disuelve y ello hace que sea una de las sustancias ms

importantes en el mbito de las disoluciones.

Soluto polar:

Si se disuelve en agua.

Soluto no polar: No se disuelve el agua, pero s en disolventes no polares.

Clasificacin de disoluciones

DISOLUCIONES

ESTADO CONCENTRACION

Disoluciones slidas

Disoluciones liquidas

Disoluciones gaseosas

Disoluciones diluidas (insaturadas)

Disoluciones concentradas (saturadas)

Disoluciones supersaturadas

Diluidas o insaturadas: Son las que tienen una pequea cantidad de soluto en un determinado volumen

de disolucin.

Concentradas o saturadas : Son aquellas que tienen gran cantidad de soluto en un determinado volumen de

disolucin y por lo tanto, estn prximas a la saturacin. Existe un equilibrio dinmico entre soluto y disolvente.

Supersaturadas : Son las que contienen ms soluto que el presente en las disoluciones saturadas.

I) Clasificacin de disoluciones segn su concentracin:

Insaturada Saturada Supersaturada

Disoluciones slidas: son las aleaciones de los metales Ejemplos: Bronce (Cu-Sn) Acero (Fe-Cu) Latn (Cu-Zn) Amalgama (Hg METAL)

II) Clasificacin de disoluciones segn su estado:

Disoluciones liquidas

Slido en liquido Liquido en liquido

Gas en liquido

Azcar en agua

Sal en agua

Alcohol en agua

CO2 en agua (Bebidas gaseosas)

Disoluciones gaseosas

aire

smog

Puesto que las partculas se mezclan rpidamente en las

disoluciones, se pueden manejar con mayor facilidad, por lo que se han estudiado varios mtodos para expresar las

concentraciones.

La concentracin de las disoluciones, comnmente es

llamada unidades de concentracin.

Estas unidades de concentracin nos muestran en

trminos cuantitativos el comportamiento de una

disolucin.

INTRODUCCIN:

CONCENTRACION DE LAS DISOLUCIONES

La concentracin de una disolucin es la cantidad de moles de soluto presente en

una cantidad dada de solucin.

La concentracin de una disolucin se puede expresar cualitativamente o cuantitativamente. Para expresarla cualitativamente se emplean los trminos diluida y concentrada.

Diluida: Es una concentracin con un soluto relativamente bajo.

Concentrada: Es una concentracin con un soluto elevado.

Las unidades de concentracin son las siguientes:

Concentracin:

Es la cantidad fsica que permite relacionar al

soluto con el disolvente

Molaridad (M) Es la cantidad de soluto en moles por cada litro de

disolucin.

donde :

w = masa del soluto

Mm = masa molecular del soluto

L

mol

V

nM

Mm

wn

Uso comn de la molaridad

La molaridad puede usarse para determinar la

relacin que hay entre los iones o molculas de

soluto a molculas de agua de cualquier

disolucin dada. No es necesario que el

disolvente sea el agua. Si no se indica lo

contrario, su estudio se limita a soluciones

acuosas.

Molalidad (m) Es la cantidad de soluto en moles por cada

kilogramo de disolvente.

donde :

w = masa del soluto Mm = masa molecular del soluto

Mm

wn

kg

mol

masa

nm

Uso comn de la molalidad

Se usa cuando las disoluciones, particularmente se

hacen en solventes orgnicos, se someten a

temperaturas que causan variaciones

significativas en el volumen del soluto.

Es menos empleada que la molaridad, aunque

puede medirse con mayor precisin y adems no

importan en este caso los cambios de

temperatura.

Tanto por ciento en masa (%m/m)

Es la cantidad de masa de soluto por cantidad total de disolucin por 100.

100/% Xdisolucindemasa

solutodemasamm

Uso comn del %masa

Se usa comnmente en la resolucin de problemas

qumicos en que se miden volmenes de

disoluciones

Tanto por ciento en masa - volumen (%m/v)

Es la cantidad de masa de soluto por cada mililitro de disolucin por 100.

mL

gX

volumen

solutodemasavm 100/%

Uso comn del %masa-volumen

Se usa frecuentemente en el caso de mezclas de

gases o de lquidos.

Fraccin molar Razn del nmero de moles de un componente, respecto al

nmero total de moles.

n = nmero de moles A,B,C = componentes

...

CBA

CC

nnn

nX

...

CBA

BB

nnn

nX

...

CBA

AA

nnn

nX

1... CBA XXXX

Uso comn de la fraccin molar

Esta forma de expresin para la concentracin se

usa en relacin con la presin de vapor de las

disoluciones diluidas e ideales de slidos en

lquidos y en el estudio del equilibrio lquido-

vapor de las disoluciones de lquidos. Su valor no

depende de la temperatura.

Partes por milln (ppm)

Es la cantidad en volumen de un componente (cc o ml) en 106, 109 y 1012 partes en volumen (cc o ml).

610disolucindetotalmasa

componentedelmasacomponentedelppm

Uso comn de las ppm

Estas unidades se usan para designar los

componentes gaseosos o slidos en muestras de

aire o agua. As si nos dicen que la concentracin

de ozono O3 en el aire es de 6ppm, quiere decir

que hay 6[g] de dicho componente por cada 106

cc de aire.

Tanto por ciento en volumen - volumen (%v/v)

Es el volumen de un lquido en 100 [mL] de la disolucin por 100.

100/% Xdisolucinladetotalvolumen

lquidodelvolumenvv

Uso comn del % v/v

Muchas veces, las disoluciones que se preparan

con dos lquidos se expresan en porcentaje

volumtrico respecto al soluto.

El porcentaje en volumen generalmente es

empleada en la industria de las bebidas

Ejercicio de molaridad

Calcule la molaridad de una disolucin que contiene 441[g] de HCl

disueltos en suficiente agua para formar 1500 [ml] de disolucin.

mol

g

HClgn

]453.351[

441

HCldemoln 09.12

L

mol

disolucindeL

HCldemolM 06.8

5.1

09.12

Ejercicio de molalidad

Cuntos gramos de NaOH se deben agregar a 5000[g] de agua para

preparar una disolucin de 0.100(m)?

moles de soluto=(molalidad)(kilogramos de disolvente)

= (0.100 [m] ) (5 [kg] ) = 0.5 [mol]

gramos de soluto = (0.5 [mol] de NaOH) (40 [g/mol] )

= 20 [g] de NaOH

Ejercicio de % m/m Se prepara una disolucin disolviendo 13.5 [g] de glucosa (C6H12O6) en

0.100[kg] de agua. Calcule el porcentaje en masa de soluto en esta

disolucin.

100][100][5.13

][5.13

gg

g

100cos

disolucindemasa

agludemasa%m/m de glucosa =

= 11.89%

Ejercicio de % m/v Se desea preparar 1 litro de disolucin de HCl al 5%m/v.

Calcule la masa de soluto necesaria para la preparacin

de dicha disolucin.

1001

%5 disolucindelitro

solutodemasa

LL

kgsolutodemasa 105.0

masa de soluto = 0.05 [kg]

= 50 [g]

Ejercicio de fraccin molar Una disolucin dada contiene 100[g] de sal (NaCl) y 900[g] de agua.

Cul es la fraccin molar de los componentes de la disolucin?

mol

g

gnNaCl

45.3599.22

][100NaCldemol][711.1

mol

g

gn OH

999.15)008.1(2

][9002

OHdemol 2][958.49

0331.0958.49711.1

711.1

NaClX 967.0

958.49711.1

958.492

OHX

1967.00331.0 X

Ejercicio de ppm Se determin que una muestra de 2.5[g] de aguas feticas (se

encuentran abajo del suelo) contena 5.4[g] de Zn2+. Calcule la

concentracin de Zn2+ en partes por milln.

][104.54.5 6 gg

610disolucindemasa

solutodemasappm

66

105.2

104.5

g

g

ppm2.2

Ejercicios propuestos de molaridad 1.- Cuntos gramos de NaOH se necesitarn para preparar 5 litros de

disolucin 0.100M? 20[g] de NaOH

2.- Qu volumen de disolucin 0.75M se puede preparar a partir de 500[g] de Na2SO4 ? 4.7 [L]

3.- A 25[C] se disolvern 0.200 [g] de CaSO4 en 100 [ml] de disolucin . Cul es la molaridad de la disolucin obtenida? 0.0147M

4.- Cuntos gramos de CuSO45H2O se necesitan para preparar un litro de disolucin 2.0M de CuSO4? 499.4[g]

5.- Si se tiene 1[g] de NaCl y deseamos obvtener un volumen de disolucin de 100[ml] Cul es la molaridad final de dicha disolucin ? M=0.17

Ejercicios propuestos de molalidad

1.- Cul es la molalidad de una disolucin en la que 250[g] de CaCl2 se disolvieron en 1500[g] de agua? 1.5(m)

2.- Cuntos gramos de agua debern agregarse a 1000[g] de azcar (C12H22O11) con el fn de preparar una disolucin 1(m)? 2924[g]

3.-Calcule la molalidad de una solucin que contiene 441[g] de HCl disueltos en 1500[g] de agua 8.07(m)

4.- Cul es la masa final de cada una de las siguientes disoluciones?

H2S al 0.75m

Al2(SO4)3 al 5.6m

H3PO4 al 0.007m

Ejercicios propuestos de %m/m 1.- Cul es la composicin de una disolucin de 125 [g] de hidrxido de

potasio (KOH) en 2 [kg] de agua en trminos de %m/m?

5.88%

2.- Cuntos gramos de H3PO4 se necesitan para preparar 1 [g] de disolucin al 10%m/m? 0.1[g]

3.- Se prepara una disolucin mezclando 0.200 moles de NaOH y 0.500[kg] de agua. Cul es el % m/m de la disolucin?

7.4%

4.- Una disolucin acuosa de NaCl al 5%, contiene 5[g] de sal Cul es la cantidad de disolucin obtenida?

100[g]

Ejercicios propuestos de %m/v

1.- 100 [mL] de una disolucin acuosa de alcohol etlico (C2H5OH) se

encuentra al 10%m/v Cul es la cantidad de alcohol involucrada en

esta disolucin?

10[g]

2.- A qu volumen de agua se deber diluir 1[g] de KMnO4 para

obtener una concentracin de 75%m/v?

1.33[mL]

Ejercicios propuestos de fraccin molar

1.- Calclese la composicin en fraccin molar de una disolucin que

contiene 500[g] de C2H5OH y 500[g] de H2O.

XC2H5OH = 0.28

XH2O = 0.72

2.- Qu fraccin molar de HCl debe tener una disolucin que contiene

1 mol de HCl y 8 moles de agua?

XHCl= 0.111

Ejercicios propuestos de ppm

1.-Una disolucin tiene una concentracin de 1ppm y 1[g] de soluto.

Cul es la masa total de disolucin? 1000000[g]

2.-La concentracin mxima permisible de arsnico en agua potable en

Estados Unidos es de 0.010ppm, si se tiene una muestra de 0.500[kg]

de agua potable Cul es la cantidad de arsnico involucrada en la

muestra?

0.00005[g]

Ejercicio de % v/v La etiqueta de una botella de alcohol normal indica

alcohol isoproplico, 70% en volumen. Si esta

disolucin fue preparada mezclando 70 [mL] de alcohol

con agua, obtenga el volumene total de disolucin en

[mL].

100][

][70%70

disolucindemLX

alcoholdemL

100

70

70][ X

alcoholdemLdisolucindemLX

= 100 [mL]

1001][ XalcoholdemLdisolucindemLX

Ejercicios propuestos de %v/v

1.- Se mezclan: 85 [mL] de H2SO4 con 100 [mL] de NaOH . Determine

la concentracin en %v/v desconocida

2.- A qu volumen de agua se debern diluir 10 [mL] de cido actico

para obtener una concentracin de vinagre al 37 % v/v ?.

3.- Calcular la cantidad de soluto y disolvente que hay en:

a) 450 [mL] de disolucin al 20 % v/v.

b) 980 [mL] de disolucin al 25 % v/v.

c) 50 [mL] de disolucin al 30 % v/v.