Unidades de concentración
El comportamiento de las soluciones no solamente depende de la interacción entre soluto y solvente, sino también de la cantidad de cada una de estas sustancias.
Utilizamos el término concentración para representar la cantidad de soluto disuelta en el solvente .
Unidades de concentración más importantes son:
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porcentaje masa/masa,
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porcentaje volumen/volumen,
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porcentaje masa/volumen,
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partes por millón,
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molaridad
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molalidad
-
fracción molar.
Porcentaje masa/masa
-
Se representa : (% m/m)
-
Es el porcentaje en masa del soluto respecto a la masa total de la disolución.
-
Las masas de soluto y de disolución deben expresarse en
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la mismas unidades (gramos), puesto que un porcentaje no tiene unidades.
Fórmula:
Ejercicio:
Se ha preparado una disolución de quince gramos de glucosa (C6 H12O6 ) en doscientos gramos de agua (H2 O). Expresemos su concentración como porcentaje en masa.
Para la resolución del ejemplo debemos seguir los siguientes pasos:
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Paso 1: Identifiquemos cuál es el soluto y cuál es el solvente de la solución.
Soluto → azúcar (C6 H12O6 )
Solvente → agua (H2 O)
-
Paso 2: Verifiquemos que el soluto y el solvente se encuentren en las mismas unidades, de no ser así,
transformémoslas a las mismas unidades.
En este caso ambas sustancias están en gramos (g).
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Paso 3: Obtengamos la masa de la disolución.
masa de disolución = masa soluto + masa solvente
masa disolución = 15 g + 200 g = 215g
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Paso 4: Remplacémosla en la fórmula para obtener el porcentaje en masa o porcentaje masa/masa.
% en masa = masa soluto X100%
masa disolución
% en masa = 15 g × 100%
215 g
% en masa = 6,97%
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Porcentaje volumen/volumen
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Se representa (%V/V)
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Es el porcentaje en volumen del soluto respecto al volumen total de la disolución. Se usa en líquidos.
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Al porcentaje en volumen lo empleamos para expresar la concentración de disoluciones cuyo soluto es un líquido o un gas, es decir, sustancias que medimos en unidades de volumen (mL, L, m3).
Fórmula:
Ejercicio :
Se ha preparado una solución mezclando 300 mL de agua
con 125 mL de metanol y 25 mL de etanol. Determinemos la
concentración en volumen de dicha solución.
Para la resolución del ejemplo, debemos seguir los siguientes
pasos:
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Paso 1: Identifiquemos cuál es el soluto y cuál es el solvente
de la solución. Debemos recordar que el soluto puede estar
compuesto de dos sustancias.
Soluto 1 → 125 mL de metanol
Soluto 2 → 25 mL de etanol
Solvente → 300 mL de agua
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Paso 2: Verifiquemos que tanto soluto y solvente se encuen
tren en las mismas unidades, de no ser así, transformémoslas
a las mismas unidades.
En este caso todas las sustancias de la solución están en las
mismas unidades (mL).
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Paso 3: Obtengamos el volumen de la disolución.
Volumen de disolución =Volumen soluto 1 + volumen soluto 2 + volumen solvente
Volumen de disolución = 125 mL + 25 mL + 300 mL = 450 mL
-
Paso 4: Remplacémoslo en la fórmula para obtener el porcentaje en volumen para cada uno de los solutos.
Concentración en masa/volumen
La densidad de una disolución indica la relación entre la masa de disolución y su
volumen:
Donde:
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D = densidad
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m = masa
-
V= volumen
No debemos confundir la densidad de una disolución con su concentración en masa
(masa de soluto/volumen de disolución)
Si conocemos la densidad de una disolución y su concentración en masa, podemos
expresar fácilmente su concentración como porcentaje en masa, y viceversa.
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Ejercicio:
El porcentaje en masa de una disolución de ácido clorhídrico (HCl) es del 35% y su densidad es de 1,12
g/mL. Calculemos su concentración en g/L.
Para la resolución del siguiente ejemplo, debemos seguir los siguientes pasos:
Paso 1: Interpretemos el dato del porcentaje en masa.
El 35% en masa de HCl significa que hay 35 g de soluto por cada 100 g de disolución.
Paso 2: Descifremos el dato de la densidad.
La densidad indica que hay 1,12 gramos de disolución por cada mililitro (mL) de disolución.
Paso 3: Reemplacémoslo en la fórmula y asociémoslo con la densidad.
Nota cómo las unidades se simplifican en la conversión anterior el resultado es:
