Taller Soluciones. LAS MEZCLAS HOMOGÉNEAS

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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. Para calcular la masa de la sal (soluto) en la solución, utilizamos la fórmula, reemplazando en ella los datos suministrados en el ejercicio así:[pic 95]

Masa del soluto: 9 g de NaCl

Partes por millón (ppm): Cuando es necesario medir concentraciones muy pequeñas, como por ejemplo las concentraciones de cromo en aguas residuales provenientes de las curtiembres (industria del cuero), se emplea una unidad de concentración denominada partes por millón (ppm). Como su nombre lo indica, expresa el número de partes de masa o volumen de soluto presentes en un millón de partes de solución. Generalmente se expresa en mg/kg para soluciones sólidas, y en mg/l para soluciones líquidas.

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Ejemplo: Calcula la concentración en ppm de cloruro férrico (FeCl3) presente en una muestra de agua analizada por parte del INVIMA, si en 900 ml de solución hay 4,5 mg de la sal

Reemplazando en la expresión de ppm, tenemos:

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Unidades Químicas de Concentración

Estas unidades dependen del tipo de sustancia o sustancias que forman la solución. La concentración de una solución, empleando unidades químicas, puede expresarse de dos maneras; tomando como unidad la masa molecular o la masa de un equivalente-gramo.

Molaridad o concentración molar (M): se define como el número de moles de soluto disueltos en un litro de solución. Los moles, generalmente, se expresan como n.[pic 98]

Ejemplo:

Determina la masa en gramos de H2SO4 que se necesitan para preparar 250 ml de una solución 1 M

La concentración (1 M) nos indica que la solución debe tener 1 mol de H2SO4 por cada litro de solución. Para ello reemplazamos los datos proporcionados por el ejercicio en la fórmula y luego por conversión hallamos la masa del ácido así: [pic 99]

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Moles de H2SO4 = 0,25.

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Para convertir los moles a gramos, debemos sacar el

Peso molecular del ácido. Recordemos cómo se hace:[pic 103]

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Finalmente, la masa en gramos del ácido es de 24,51895 gramos.

Molalidad o concentración molal (m): se define como el número de moles de soluto disueltos en un kilogramo de solvente.[pic 107]

Ejemplo: Calcula la molalidad del tolueno (C6H5CH3) en una solución que contiene 71,2 g de C6H5CH3 disueltos en 750 g de benceno (C6H6).

- Calculamos los moles de soluto C6H5CH3 presentes en 71,2 g. Para ello hallamos el peso molecular del soluto.

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- Reemplazamos en la fórmula para calcular la molalidad:

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Fracción molar (X): indica el número de moles de un componente de la solución con relación al número de moles totales de la solución. La fracción molar de la sustancia A (XA), componente de una solución, se define como el número de moles de la sustancia A dividido entre el número de moles totales de la solución (moles de soluto + moles de solvente).[pic 114]

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Donde nA son moles de soluto (sustancia A); nB son moles de solvente

Ejemplo:

Calcula la fracción molar de glucosa (C6H1206) en una solución que contiene 10 g de glucosa disuelta en 70 g de agua.

- Calculamos los moles de C6H1206 presentes en 10 g de glucosa. Para ello hallamos el peso molecular de la glucosa[pic 116]

- Calculamos los moles de H2O presentes en 70 g de agua. Para ello hallamos el peso molecular del agua

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- Reemplazamos en la fórmula de fracción molar:

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Normalidad (N): con frecuencia, las concentraciones de ácidos, bases y sales se expresan en normalidad. La normalidad de una solución se define como el número de pesos equivalentes o, simplemente, equivalentes (eq) de soluto por litro de solución.

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Ó

En las reacciones ácido-base, el peso equivalente-gramo o equivalente-gramo de un ácido se define como la masa del ácido (expresada en gramos) que aporta 1 mol de iones hidronio (H+ o H3O+) que reacciona con 1 mol de iones de hidróxido (OH-). El peso equivalente de una base se define como la masa (expresada en gramos) que aporta 1 mol de iones hidróxido (OH-) que reacciona con 1 mol de iones hidronio (H+).

El peso equivalente de un ácido se obtiene dividiendo su masa molecular en gramos entre el número de hidrógenos ácido o iones hidronio (H+) que reacciona con 1 mol de iones de hidróxido (OH-). Veamos cómo se calcula el número de pesos eq-g para un ácido.

Tomemos como ejemplo el ácido sulfúrico (H2SO4). Observa la disociación del ácido sulfúrico.

H2SO4 H2+1 + (SO4)-2

1 mol 1 mol 1 mol

98 g 2 g 96 g

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1 peso equivalente de H2SO4 = 49

El peso equivalente de una base se obtiene dividiendo su masa molecular en gramos entre el número de iones hidróxido (OH-) que

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