Cualquiera sea la forma de expresar la concentración, esta referirá la cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de disolvente o disolución. Dado que estas cantidades pueden expresarse en unidades de masa, cantidad de sustancia o volumen, la concentración de una disolución puede expresarse de diferentes formas. Las definiciones de estas son (en las expresiones se utiliza X- soluto; d- disolvente; D- disolución):
-PORCENTAJE MASA/MASA, % M/M
Expresa la masa de soluto por cada 100 gramos de disolución.
Por ejemplo, una solución de cloruro de sodio que se prepara disolviendo 1 g de esta sustancia en 99 g de agua es una solución al 1% m/m. Cuando no se multiplica por 100 se obtiene la fracción másica o tanto por uno.
-PORCENTAJE VOLUMEN/VOLUMEN, % V/V
Es la relación entre el volumen de soluto disuelto multiplicado por 100 y el volumen de la disolución, medidos a igual temperatura y presión.
Así una disolución de diclorometano en cloroformo que contiene 150 ml de diclorometano por cada litro de disolución es una disolución al 15 % v/v. Al igual que el porcentaje en masa si no se multiplica por 100 se obtiene la fracción volumétrica.
-FRACCIÓN MOLAR XX
Es la relación entre el número de moles de soluto disuelto y la suma de los moles de soluto y de disolvente:
Así la disolución anterior de NaCl tendrá fracción molar igual a:
-MOLARIDAD
La molaridad se define como el número de moles de soluto por litro de solución (también como el número de milimoles de soluto por mililitro de solución):
en donde M es la molaridad, n es el número de moles de soluto y V es el volumen de solución expresado en litros. Ya que:
en donde g representa los gramos de soluto y MM la masa molecular del soluto, de aquí que
Cuando se da la información de la concentración de una especie química en moles por litro esto se indica poniendo la fórmula de la especie dada entre corchetes. Por ejemplo, [H+] = 0.1 nos indica que la concentración de H+ es de 0.1 moles/litro.
EJEMPLOS DE CÁLCULOS RELACIONADOS CON LA MOLARIDAD.
Ejercicio 1. Calcule la molaridad de una solución que contiene 6.00 g de NaCl (MM 58.44) en 200 ml de solución.
Ejercicio 2. Calcule el número de moles y el número de gramos de KMnO4 (MM 158.0) en 3.00 litros de una solución 0.250 M.
Ejercicio 3. Cuántos mililitros de H2SO4 concentrado al 95% (r = 1.84 g/mL) se necesitarán para preparar 2.5 l de solución 2 M de este ácido.
El número de gramos de H2SO4 necesarios será:
en cada mL de H2SO4 hay:
Y la cantidad de mL necesarios será:
-MOLALIDAD
Es la relación entre la cantidad de moles de soluto y la masa de disolvente expresada en kg.
Entonces la disolución mencionada de NaCl tendrá una molalidad:
-NORMALIDAD
Al igual que la molaridad, esta unidad de concentración se basa en el volumen de solución. La normalidad se define como el número de equivalentes del soluto por litro de solución
en donde N es la normalidad, #eg es el número de equivalentes, y V es el volumen de la solución expresado en litros. Esta definición puede ser extendida cuando se emplea el concepto de miliequivalente gramo y el volumen se maneja en mililitros ya que (usando el análisis dimensional):
Pues:
en donde g representa los gramos de soluto y ME la masa del equivalente, por lo que
Bibliografía
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