Soluciones Quimicas

• Las soluciones son sistemas homogéneosformados básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. El segundo se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto mas la masa de solvente.

Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Las más comunes son las líquidas, en donde el soluto es un sólido agregado al solvente líquido. Generalmente agua en la mayoría de los ejemplos. También hay soluciones gaseosas, o de gases en líquidos, como el oxígeno en agua. Las aleaciones son un ejemplo de soluciones de sólidos en sólidos.

La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de las propiedades químicas de ambos. Por ejemplo, los solventes polares como el agua y el alcohol, están preparados para disolver a solutos iónicos como la mayoría de los compuestos inorgánicos, sales, óxidos, hidróxidos. Pero no disolverán a sustancias como el aceite. Pero este si podrá disolverse en otros solventes como solventes orgánicos no polares.

CONCENTRACION

• La concentración es la relación que existe entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o desolvente. Esta relación se puede expresar de muchas formas distintas. Una de ellas se refiere a los porcentajes.

Porcentaje masa en masa o peso en peso, (%m/m):Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 gramos de solución. Ej: Una solución 12% m/m tiene 12 gramos de soluto en 100 gramos de solución.

Como formula, podemos expresar esta relación así:

%m/m =  x 100

Porcentaje masa en volumen (%m/v): Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 ml de solución. Aquí como se observa se combina el volumen y la masa. Ej: Una solución que es 8% m/v tiene 8 gramos de soluto en 100 ml de solución.

Fórmula:   % m/v =  x 100

Porcentaje volumen en volumen (%v/v): Es la cantidad de mililitros o centímetros cúbicos que hay en 100 mililitros o centímetros cúbicos de solución. Ej: Una solución 16% v/v tiene 16 ml de soluto por 100 ml de solución.

Fórmula: % v/v =  x 100

Otras formas son la Molaridad, la Normalidad y la Molalidad.

Es bueno recordad antes el concepto de mol. El mol de una sustancia es el peso molecular de esa sustancia expresada en gramos. Estos datos se obtienen de la tabla periódica de los elementos.

Sumando las masas de los elementos se obtiene la masa de la sustancia en cuestión.

Molaridad: Es la cantidad de moles de soluto por cada litro de solución. Como fórmula:

M = n/V

M = M: Molaridad.  n: Número de moles de soluto.  V: Volumen de solución expresado en litros.

Normalidad: Es la cantidad de equivalentes químicos de soluto por cada litro de solución. Como fórmula:

N = n eq/V

N = Normalidad.  n eq. : Número de equivalentes del soluto. V: Volumen de la solución en litros.

Molalidad: Es la cantidad de moles de soluto por cada 1000 gramos de solvente.   En fórmula:

m = n/kgs solvente

m = Molalidad.  n: Número de moles de soluto por Kg = 1000 gramos de solvente o 1 kg de solvente.

EJERCICIOS:

A continuación comenzaremos una guía de problemas donde pondremos en práctica a todas estas formulas.

1)      Calcula el % m/m de una solución que tiene 6 gramos de soluto en 80 gramos de solución.

Aplicamos la fórmula:

% m/m = 7.5

2)      Calcula el % m/m de una solución que tiene 10 grs. de soluto y 110 grs. de solvente.

En este caso la masa de la solución es de 120 grs. ya que resulta de sumar los 10 grs. de soluto mas los 110 grs. de solvente.

% m/m = 8.33.

3)     Calcula la masa de soluto que tendría una solución de 220 grs. que es 4% m/m.

En este caso podemos despejar la masa de soluto de la fórmula. Nos queda.

Masa de soluto = 8.8 grs.

4)     Cuantos grs. de soluto y solvente tendrán 320 grs. de solución cuya concentración es 5% m/m:

Masa de soluto = 16 grs.

La masa de solvente es fácil obtenerla. Directamente le restamos a la masa de la solución la masa de soluto.

Masa de solvente = 320 grs. – 16 grs.

Masa de solvente = 304 grs.

5)     Cuantos gramos de soluto tendrán 1200 ml de solución cuya concentración es de 6% m/v.

De la fórmula:

despejamos la masa de soluto.

Masa de soluto = 72 grs.

6)     Que volumen tendrá una solución al 5% m/v que contiene 80 grs. de soluto.

De la misma fórmula utilizada en el anterior problema despejamos el volumen.

V = 1600 ml.

7)     Cuál será el % v/v en una solución que se preparo con 9 ml de soluto y 180 ml de solvente.

El volumen de la solución lo obtenemos sumando a ambos volúmenes.

% v/v = 4.76.

8)     Cuáles son los volúmenes del soluto y solvente de una solución de 2000 ml al 16 % v/v.

Volumen de soluto = 320 ml.

Volumen de solvente = 2000 ml – 320 ml.

Volumen de solvente = 1680 ml.

 DENSIDAD

Con la densidad podemos transformar o pasar una cantidad de masa a su equivalente en volumen o viceversa.

Densidad = masa / volumen

Aquí les dejo 2 ejemplos.

1)     Cuantos grs. habrán en un volumen de 12 ml de una solución que tiene una densidad de 1.84 gr/ml.

Masa = Densidad x Volumen

Masa = (1.84 gr./ml) x 12 ml.

Masa = 22.08 grs.

2)     Que volumen tendrá una masa de 28 grs. de una solución cuya densidad es 1.76 gr./ml.

De la fórmula anterior despejamos al volumen.

V = masa / densidad

V = 28 grs / 1,76 grs/ml

V = 15.91 ml.

 MOLARIDAD

 1)     Calcula la M de una solución que tiene 8 grs. de hidróxido de sodio (NaOH) en 680 ml de solución.

Según la fórmula de Molaridad.

M = n / V

Para calcular la Molaridad hay que saber la cantidad de moles y el volumen expresado en litros.

La cantidad de moles se calcula por

n = 0.2 moles.  Los 680 ml pasados a litros son 0,68 lts.

Molaridad = 0.294 M (molar).

2)     Cuantos moles de ácido clorhídrico (HCl) serán necesarios para hacer una solución 1,4M que tenga un volumen de 3.6 lts.

M = n / V

Despejamos  n de la fórmula quedando:

n = M x V

n = 1,4 M x 3.6 lts.
n = 5.04 moles.