CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES
La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad determinada de solvente o solución. Los términos diluida o concentrada expresan concentraciones relativas. Para expresar con exactitud la concentración de las soluciones se usan sistemas como los siguientes:
Unidades físicas de concentración
El valor de estas unidades no dependen de la naturaleza de las sustancias que forman la solución (soluto-solvente). Se expresan en términos de unidades de volumen o unidades de masa.
Porcentaje peso a peso (% p/p): Representa el número de gramos de soluto presentes en 100 g de solución. Se expresa con la notación % (p/p).
Una solución al 5% (p/p) de azúcar en agua contiene 5 gramos de azúcar en 100 g de solución.
Ejemplo: Calcular la masa de AgNO3, presente en 200 g de una solución al 6%. La concentración inidica que la solución contiene 6 gramos de sal AgNO3 por cada 100 gramos de solución.
Aplicando la ecuación: % p/p = (masa del soluto / masa de la solución) × 100
Despejamos de la ecuación, la masa del soluto en gramos:
masa del soluto en gramos = % p/p × masa de la solución / 100
masa del soluto = 6% × 200 g de solución / 100
masa del soluto = 12 g de AgNO3
También se puede resolver aplicando una regla de tres simple:
La concentración 6% inidica que la solución contiene 6 gramos de sal AgNO3 por cada 100 gramos de solución. Entonces:
6 g de AgNO3 ------------ 100 g de solución
X --------------------- 200 g de solución
X = 6 g de AgNO3 × 200 g de solución / 100 g de solución
X = 12 g de AgNO3
Porcentaje volumen a volumen (% v/v): Indica cuantos mililitros de soluto estan presentes en 100 ml de solución. Se expresa con la notación % (v/v).
Una solución al 3 % (v/v) de alcohol en agua, contiene 3 ml de alcohol en 100 ml de solución.
Ejemplo 1: ¿Cuál es el porcentaje v/v de una solución que contiene 1 ml de ácido en 40 ml de agua?
volumen del soluto + volumen del solvente = volumen total de la solución
1 ml + 40 ml = 41 ml de Solución
Aplicamos la fórmula: %v/v = (volumen del soluto / volumen de la solución) × 100
%v/v = (1 ml de ácido / 41 ml de solución) × 100
% v/v = 2,4 %
Ejemplo 2: calcular el % v/v de 650 ml de una solución de HNO3 que se preparó utilizando 70 g de ácido. Densidad del HNO3 = 1,42 g/ml.
1. Para determinar el % v/v de la solución, debemos calcular el volumen de HNO3, utilizando la densidad del ácido.
La densidad se halla: d = m/v
Despejamos el volumen:
v = m/d
v = 70 g de HNO3 / 1,42 g/ml
v = 49,29 ml de HNO3
2. Conociendo el volumen del ácido, utilizamos la fórmula para calcular el % v/v.
% v/v = (49,29 ml de HNO3 / 650 ml de solución) × 100 = 7,58 %
Porcentaje en peso-volumen (%p/v): Se refiere a la masa en gramos de soluto por cada 100 mililitros de volumen de solución.
Ejemplo: ¿Cuál es la masa de NaCl que se necesita para preparar 1000 ml de solución (suero fisiológico) al 0,9% m/v?
La concentración nos indica que la solución debe tener 0,9 g de NaCl por cada 100 ml de solución.
Aplicando la ecuación: % p/v = (masa del soluto / volumen de la solución) × 100
masa del soluto = % p/v × volumen de la solución / 100
masa del soluto = 0,9% × 1000 ml de solución / 100
masa del soluto = 9 g de NaCl
También se puede resolver aplicando una regla de tres simple.
Partes por millón (ppm): Para medir concentraciones pequeñas, como por ejemplo las partículas contaminantes que eliminan los automotores, la concentación de bromo en aguas residuales provenientes de las curtiembres (industria del cuero) o la cantidad de fluoruro de cloro proveniente del agua potable, se utiliza la unidad denominada partes por millón. Esta unidad expresa las partes de masa o volumen de soluto presentes en un millón de partes de solución. Generalmente para soluciones sólidas se usa unidades de mg/kg y para soluciones liquidas mg/L.
Ejemplo: ¿Cuál será la concentración en ppm, de una muestra de 350 ml de solución de cloruro de sodio en agua, que contiene 0.00070 g de esta sal disuelta?
Debemos convertir los 0.00070 g de NaCl en mg y los 350 ml de solución a L.
1 g ----------- 1000 mg
0.00070 g ------ X
X = 0,7 mg
1 L ----------- 1000 ml
X ------------ 350 ml
X = 0,35 L
Aplicamos la fórmula:
ppm = mg de soluto / litro de solución
ppm = 0,7 mg de NaCl / 0,35 L de solución
ppm = 2 mg/L
PREGUNTA: Expresar la concentración de 20 g de una solución acuosa que contienen 7 gramos de sal, en términos de % (p/p).