Concentraciones
Xail22 de Febrero de 2015
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Concentraciones: Concentración molar (
A diferencia de lo que ocurre con las sustancias “puras”, la composición
de una mezcla es variable. Si la composición de una mezcla se modifica,
también se modifican
de ebullición
El agua de limón ejemplifica este hecho, pues
una limonada (
modifica con la
preparada
Es importante mencionar que una vez
mezcla, sus propiedades quedan definidas. Es por esto que al preparar agua de limón siempre la
preparamos intentando utilizar la misma cantidad de limón y azúcar que en nuestra experiencia
produce el sabor deseado.
Un vez que conocemos una buena “receta” para preparar lim
para preparar cualquier otra cantidad siempre y cuando la proporción de sus co
permanezca constante. Si en nuestra experiencia una buena limonada se prepara con 1
limones y 100g de azúcar, entonces, para preparar aproximadamente 5L de limonada se requerirán 40
limones, 5 litros de agua y 500g de azúcar
requeriría de 2 limones, 250mL de agua y 25g de azúcar.
Es claro que en las tres descripciones anteriores la
distinta, sin embargo, la proporción azúcar/agua y limón/agua es la misma. A la proporción o relación
de los componentes de una mezcla la denominamos
propiedad intensiva (no de pende de la cantidad de muestra) por lo que en una mezcla o d
valor es constante.
Las disoluciones tienen un papel muy importante en
reacciones las efectuamos en disolución
los componentes de una mezcla, sin
• Concentración porcentual (%) (porciento en masa),
masa de la mezcla resultante.
• Concentración molar o molaridad
el volumen de la mezcla.
M) y concentración porcentual % (m/m)
sus propiedades (por ejemplo su punto de fusión,
ebullición, densidad, etc.)
claramente
la propiedad que más nos importa de esta mezcla
proporción de azúcar, agua y limón
preparada.
que establecemos la cantidad de los componentes de una
r limonada esta puede emplearse
azúcar, sin embargo, para preparar tan sólo un vaso (aprox. 250m
mL cantidad de limones azúcar y agua es
concentración. La concentración es una
as la química pues la mayoría de las
disolución. Existen muy diversas formas de expresar las proporciones de
, embargo, dos de las se usan con mucha frecuencia
tual la cual relaciona la masa del soluto y la
(abreviada como M), la cual relaciona los mol
.
Elaborado por:
Armando Marín B.
el sabor de
mezcla), se
con la que fue
s onada componentes
1L de agua, 8
rgo, 250mL)
disolución su
son:
moles de soluto y
forma que el total de la masa de la disolución consta de 5% soluto + 95% disolvente = 100%
esto es válido sin necesidad de
disolución contiene. Las cantidades
especifica cualquiera de ellas:
Para una disolución acuosa de sulfato de sodio al 5% podemos saber que:
a) Si contamos con 7.5g de sal:
b) Si contamos con 190g de agua:
c) Si queremos preparar 25g de mezcla
Estas cantidades las podemos calcular
100
A
En el caso del inciso (a), si sabemos que contamos con 7.5
100 %
5%
De la misma forma, relacionando
Empleando las relaciones ilustradas anteriormente encuentra las canti
ejemplos de los incisos b) y c) anteriores
Claramente tanto para una disolución de sulfato de sodio al 5% como una disolución de nitrato de
potasio al 5% o cualquier otra disolución de cualquier soluto (siempre y cuando s
5%) las relaciones presentadas anteriormente son válidas.
Concentración porcentual (% m/m): Debid
reacción o transformación química la masa permanece
invariante (Ley de la conservación de la masa), podemos saber
que la masa del soluto + la masa del disolvente = masa de la
mezcla.
Una disolución que contiene sulfato de sodio al 5%
necesariamente contiene 95% (en masa) de disolvente, de tal
especificar la cantidad en gramos de soluto y/o disolvente que esta
del soluto, disolvente y de la mezcla quedan definidas
osa Necesitaremos 142.5g de agua y podremos preparar 150g de mezcla.
Necesitaremos 10g de sal y podremos preparar 2
mezcla: Necesitaremos 1.25g de sal y 23.75g de agua.
fácilmente si consideramos que (para una disolución al 5%)
%
5%
95%
B C
g de sal, empleando la relación entre
:
7.5
5%
100%
150
B y C:
7.5
5%
95%
142.5
cantidades que se mencionan en los
anteriores.
su concentración sea al
Debido a que en toda
(en masa)
. Nota que
si se
ecesitaremos 200g de mezcla.
5%):
A y B :
5%
100%
dades u
Ejercicios:
1.- Si cuentas con 5 g de nitrato de potasio ¿Cuántos gramos de disolución al
0.1 % puedes preparar? (R: 5 kg)
2.- ¿Cuántos gramos de sulfito de sodio están contenidos 250 g de una
disolución al 3%? (R: 7.5 g)
3.- Si deseas preparar 600 g de ácido sulfúrico al 0.5% ¿Cuántos gramos de
esta sustancia necesitas? (R:3 g)
4.- Si el cemento Portland contiene alrededor de 5% de sulfato de calcio
¿Cuántos kilogramos de sulfato de calcio se requiere para fabricar 250
toneladas de cemento? (R: 12500 kg)
5.- El blanqueador comercial se fabrica empleando hipoclorito de sodio (NaClO) . El producto comercial
contiene hipoclorito de sodio al 6%. Si la densidad del blaquedor es de 1.2 g /mL ¿Cuántos litros de
blanqueador pueden producirse con 1.5 toneladas de hipoclorito de sodio?
( R: 20833.3 L)
6.- si mezclas agua 200 mL (densidad 1 g/mL), azúcar (35 g) , sal (15 g) y carbonato de sodio (3 g) cual
es la concentración porcentual de cada uno de los componentes de la mezcla?
(R: 79, 13.8, 5.92 y 1.18% respectivamente)
7.- Si la concentración de azúcar en los refrescos es de aproximadamente 10-12 % ¿Cuánta azúcar
consumes al ingerir un refresco de 600 mL? (considera que la densidad del refresco es cercana, aunque
superior a 1.1g/mL) (R: al menos 66 g)
8.- Si mezclas 25 mL de agua (densidad 1g/mL) con 750 mL de etanol (densidad 0.76 g/mL) ¿cuál es la
concentración porcentual (en masa) de cada componente? (R: agua 4.2%, etanol 95.8%)
9.- Empleando los datos del problema anterior ¿Cuántos mL de etanol requieres para preparar 250 g
de una disolución al 1% de etanol en agua? (R: 3.289 mL)
10.- Si se mezclan 150 g de una disolución de azúcar al 10% con 250 g de otra disolución de azúcar al
5% ¿cuál es la concentración de azúcar en la mezcla resultante? (R: 6.87 %)
Considera ahora la siguiente reacción química: HNO3 + NaOH → NaNO3 +H2O
Si cuentas con 50g de una disolución de HNO3 al 5% ¿Cuántos gramos de una disolución de sosa al 5%
necesitas para neutralizar al ácido?
Claramente la respuesta no es inmediata pues requiere efectuar algunos cálculos. Cuando estamos
interesados en efectuar reacciones químicas nos interesa más el número de partículas de soluto que
contiene una disolución que en la masa del mismo. Empleando el agua de limón nuevamente como
ejemplo, preferimos describirla en términos del número de limones por litro en lugar de los gramos de
limón que esta contiene. Es por esto que frecuentemente se prefiere utilizar la concentración molar a
la porcentual. (Por cierto que la respuesta de la pregunta anterior es: se requieren 31.74 g de
disolución de NaOH al 5% para neutralizar 50 g de HNO3 al 5% ¿puedes calcular esta cantidad?).
Concentración Molar o Molaridad: Esta unidad de
concentración es una de las más empleadas en química y se define
como la cantidad de moles de soluto contenidas en 1 L de
disolución (mezcla). Nota que para preparar 1 L de una disolución
acuosa 1 M de Na2SO4 debemos colocar 1 mol de soluto en un
matraz aforado (de 1L) y agregar agua (cuanta sea necesaria) hasta
la marca del aforo del matraz. En esta unidad de concentración la
cantidad de disolvente empleada está indeterminada pues para
preparar 1 L de una disolución 1M es claro que emplearemos
menos de 1 L de disolvente.
Nuevamente, para la reacción: HNO3 + NaOH → NaNO3 +H2O
Si cuentas con 50 mL de una disolución de HNO3 1M ¿Cuántos mL de una disolución de NaOH 1M
necesitas para neutralizar al ácido? En este caso la respuesta es inmediata: ¡50mL!
En este caso el cálculo es mucho más sencillo, pues la molaridad describe el número de partículas de
un soluto contenidas en 1 L de disolución por lo que de acuerdo a la reacción química, necesitamos el
mismo número de partículas de HNO3 que de NaOH. Como
...