Se conoce por concentración a la cantidad de soluto disuelta en determinada cantidad de solvente.

 

Se define como la masa de soluto (sustancia que se disuelve) por cada 100 unidades de masa de la disolución:

 

Por ejemplo, si se disuelven 20g de azúcar en 80g de agua, el porcentaje en masa será:

100·20 / (80+20) = 20% o, para distinguirlo de otros porcentajes, 20% m/m (en inglés, w/w).

Expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen de la disolución.

Se suele usar para mezclas líquidas o gaseosas, en las que el volumen es un parámetro importante a tener en cuenta. Es decir, el porcentaje que representa el soluto en el volumen total de la disolución.

Suele expresarse simplificadamente como «% v/v».

 

Por ejemplo, si se tiene una disolución del 20% en volumen (20% v/v) de alcohol en agua quiere decir que hay 20 ml de alcohol por cada 100 ml de disolución.

La graduación alcohólica de las bebidas se expresa precisamente así: un vino de 12 grados (12°) tiene un 12% (v/v) de alcohol.

Se pueden usar también las mismas unidades que para medir la densidad aunque no conviene confundir ambos conceptos.
La densidad de la mezcla es la masa de la disolución dividida por el volumen de ésta, mientras que la concentración en dichas unidades es la masa de soluto dividida por el volumen de la disolución.

Se suelen usar gramos por litro (g/l) y a veces se expresa como «% m/v».

Para cálculos con los porcentajes masa-masa y volumen-volumen debemos manejar dos conceptos:

Disolución = soluto + disolvente

Cuando trabajamos con masa-masa y volumen-volumen hay una relación sencilla entre la disolución, el soluto y el disolvente, y dados dos de estos valores, se puede calcular el tercero.

La disolución es la suma del soluto más el disolvente:

Y despejando,

Esto es válido para cuando trabajamos con masas, o volúmenes en los casos de porcentaje masa-masa y porcentaje volumen-volumen, pero no para cuando trabajamos con porcentajes masa-volumen, puesto que el soluto y el disolvente están representados con unidades diferentes (de masa y volumen respectivamente).
 

Los procedimientos para los cálculos con porcentajes volumen-volumen son exactamente iguales a los de masa-masa, excepto que en lugar de trabajar con unidades de masa como los gramos, se usan unidades de volumen, como el cm³.

 

1-   ¿Cuál será el porcentaje en masa de una solución formada por 8 gramos de NaCl disueltas en 50 gramos de H₂O ?.

 

2-   Si disolvemos 40 gramos de azúcar en 150 gramos de agua, ¿Cuál será el porcentaje de azúcar en la solución?.

 

3- ¿Cómo se prepararían 40 gramos de una solución al 5% de NaCl?

 

4- Al disolver 50 gramos de sacarosa para endulzar una solución azucarada al 20%. ¿Cuántos gramos de agua se necesitan?

 

5-   ¿Cómo prepararías 250 gramos de una solución acuosa de NaCl al 6% en masa?

 

6- ¿Cuántos gramos de C₁₂H₂₂O₁₁ serán necesarios para disolver en 286 g de H₂O y obtener una solución al 4.5%?

 

7-   ¿Cuántos gramos de agua deberán usarse para disolver 150 gramos de NaCl para producir una solución al 20% en peso?

 

8-   ¿Cuántos gramos de NaCl se deben disolver en 60 gramos de agua para producir una solución al 20%?
 

9- Se tienen 250 gramos de agua y se quiere hacer una disolución de bicarbonato de sodio al 8%. ¿Cuántos gramos de bicarbonato de sodio se necesitan?, ¿cuantos gramos de disolución se producirán?, ¿cuál es el porcentaje del disolvente?
 

10- Se mezclan dos disoluciones de cloruro de sodio. La primera son 120 gramos de disolución al 10%, la segunda son 240 gramos al 8%. ¿Cuál es la concentración de la disolución resultante?, ¿cuántos gramos de agua y cloruro de sodio tiene?
 

11- ¿Si se disuelven 10 ml de ácido acético en 100 ml de agua, ¿cuál será el porcentaje de volumen de la solución?
 

12-270 ml de una solución contienen 3 ml de ciclohexano. ¿Cuál es el % v/v de esta solución?

La molaridad (M), o concentración molar, es el número de moles de soluto por cada litro de disolución.
 Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 1000 ml de disolución, se tiene una concentración de ese soluto de 0,5 M (0,5 Molar).  
Para preparar una disolución de esta concentración habitualmente se disuelve primero el soluto en un volumen menor, por ejemplo 300 ml, y se traslada esa disolución a un matraz aforado, para después enrasarlo con más disolvente hasta los 1000 ml.

Es el método más común de expresar la concentración en química, sobre todo cuando se trabaja con reacciones químicas y relaciones estequiométricas. Sin embargo, este proceso tiene el inconveniente de que el volumen cambia con la temperatura.

Se representa también como:

en donde: "n" son los moles de soluto y "V" es el volumen de la disolución expresado en litros.

1-¿Cuál es la molaridad de una disolución de 20 g de NaCl en 180 ml de agua?

 

Primero debemos saber cuántas moles son 20 g de NaCl:

 

Ahora determinamos la concentración de la disolución, suponiendo que el volumen de agua no varía en el proceso de disolución:

La molalidad (m) es el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente (no de disolución). 

Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.

La principal ventaja de este método de medida respecto a la molaridad es que como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con mayor precisión.

Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante.

Se representa también como:

En donde: "n" son los moles de soluto y "Kg" son los kilogramos de solvente.

1-¿Cuál es la molalidad de una disolución de 3,2g de CH₃OH en 200g de agua?

 

 

 

1-Determinar la fracción molar de 3.6g de AuOH en 210g de H₂O

 

La normalidad (N) es el número de equivalentes (eq-g) de soluto (sto) por litro de disolución (sc).
El número de equivalentes se calcula dividiendo la masa total por la masa de un equivalente:
n = m / m_eq,
o bien como el producto de la masa total y la cantidad de equivalentes por mol, dividido por la masa molar:

 

Se expresa de la siguiente manera:

 

                                               N = Eq –g / l

En donde: Eq – g, es equivalente-gramo de soluto

 

 

 

Para ácido:    P. Equiv = P.M. / H⁺          

Para una base: P. Equiv = P.M. / OH^-

Para una sal:  : P. Equiv = P.M. / Nº de Oxidación del ión +     

 

Para expresar concentraciones muy pequeñas, trazas de una sustancia muy diluida en otra, es común emplear las relaciones partes por millón (ppm), partes por "billón" (ppb) y partes por "trillón" (ppt).

Es de uso relativamente frecuente en la medición de la composición de la atmósfera terrestre. Así el aumento de dióxido de carbono en el aire debido al calentamiento global se suele dar en dichas unidades.

Hablando de trazas en disoluciones acuosas, 1 ppm corresponde a 1 mg soluto/ kg disolución o, lo que es lo mismo, 1 mg soluto/ L disolución -ya que en estos casos, el volumen del soluto es despreciable, y la densidad del agua es 1 kg/L.

La IUPAC desaconseja el uso de estas relaciones (especialmente en el caso de masa entre volumen) y recomienda usar las unidades correspondientes. Es particularmente delicado el uso de ppb y ppt, dado el distinto significado de billón y trillón en los entornos estadounidense y europeo.

 

1-       Cuando se disuelven 10 gramos de NaCl en agua hasta 1 litro de solución. ¿Cuál es la molaridad resultante de la solución?

2-       Cuál es la Molaridad de una solución que contiene 20 gramos de H₂SO₄ en 250 ml de solución ácida?

3-       Para lograr una solución 0.26 M de AgNO₃ en 500ml de solución, qué cantidad de AgNO₃ se necesitan?

4-       ¿Cuántos gramos de NaCl se necesitan para preparar 2000ml de solución 0.2M

5-       ¿Cuál es la Molaridad de una solución al 40% de H₂SO₄ si la Densidad es 1.19g/ml?

6-       ¿Cuántos ml se necesitan de una solución de AgNO₃ 0.5M para obtener 0.40 gramos de soluto?

 

1-       Para preparar una solución salina 0.2 m de NaCl en 400 g de H₂O, ¿qué cantidad de NaCl se necesita?. 

2-       ¿Cuál es la molalidad de una solución que tiene disuelto 2 moles de NaCl en 0.5 Kg de solvente?

3-       20 g de NaOH se disuelven en 150 ml de agua. ¿Cuál es su molalidad?

4-       Se prepara una solución disolviendo 86.53 g de carbonato de sodio NaCO₃ en agua, en un matraz volumétrico de 1000 ml, añadiendo agua hasta la marca y mezclando. La densidad de la solución es 1.081 g/ml. Determinar: a- M, b- m

5-       Una solución de H₂SO₄ contiene 820.6 g de H₂SO₄ por litro de solución. Si el peso específico de la solución es 1.243. Calcular: a- M, b- m

6-       Una solución acuosa de HClO₄, tiene una D= 1.250 g/ml y una concentración al 35% en peso. Calcular: a- m, b- M

1-        Si disolvemos 10 gramos de NaCl en 40 g de H₂O, ¿cuál será la fracción molar de los componentes?

2-        Se han disuelto 15 gramos de KCl en 40gramos de H₂O, determina la fracción molar de los componentes.

3-        Calcular la fracción molar del ácido sulfúrico en 100 gramos de solución al 20% (p/p).

4-        Calcule la fracción molar del etanol C₂H₅OH, en una solución que contiene 50 gramos de etanol en 400 gramos de H₂O

5-        ¿Cuál es la fracción molar del HCl en 200 gramos de solución al 25 % (p/p)?

6-        ¿Cuál es la fracción molar del H₂SO₄ en 1000 gramos de solución al 20 % (p/p)?

 

1-           ¿Cuál es la normalidad de la solución que resulta de disolver 49.05 gramos de H₂SO₄  en 500 ml de solución?

2-           Calcule la Normalidad de una solución acuosa de H₂SO₄ que contiene 275 gramos de ácido sulfúrico en 1.20 litros de solución y que se utiliza en reacciones en los cuales se reemplazan 2 iones hidrógenos.

3-           ¿Cuántos gramos de ácido sulfúrico serán necesarios para preparar 2 dm³ de una solución 5N de éste ácido?

4-           Calcule los mililitros de solución acuosa que se requieren para tener los siguientes compuestos:

a-       1.85 gramos de Ba(OH)₂ a partir de una solución 0.0400N

b-      0.500 gramos de Al(OH)₃ a partir de una solución 0.0350N.

5-           ¿Cuál es la normalidad de una solución de Pb(NO₃)₂ que contiene 0.2072 gramos de Pb por cm³ de solución?

6-           Calcule los gramos de soluto que se necesitan para preparar 145ml de una solución 0.800 N de H₃PO₄.

 

 

1-   Calcula la Molaridad y la molalidad de una disolución acuosa de H₂SO₄ al 27% en masa y densidad igual a 1.190 g/ml.    Resp.: M = 3.27, m= 3.77

 

2-        Calcula la Molaridad, la molalidad y la fracción molar de soluto de una disolución acuosa de HNO₃ al 33.50% en masa y densidad de 1.200 g/ml. Resp.:   M = 6.38, m = 7.996, X_s = 0.1258

 

3-        Expresa en porcentaje en masa la concentración de una disolución de 12.56 gramos de Na₂S en 20.5 litros de agua destilada. Resp.: 0.06%

 

4-        Calcule la Molaridad de 550 ml de una disolución acuosa que contiene 25 gramos de NaOH.   Resp. 1.136M

 

5-        Calcula la molalidad y la fracción molar de cada componente de una disolución formada por 20 gramos de etanol (C₂H₅OH) y 100 gramos de H₂O. Resp.: m = 4.34, X_s = 0.07, X_d = 0.9127

 

 

1-       Ejemplo de Laboratorio de Preparación de disoluciones

Observe este video sobre preparación de disoluciones; tome nota, como material para ejercicio.

 http://www.youtube.com/watch?v=ev3wTXmL-l8&feature=player_embedded 

                                                                                                              

2-       Investigación. Se indicará el tema y la fecha.