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Universidad Nacional de Luján - Dto. de Ciencias Básicas

INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA - 2012


7 - Guía de soluciones


O más precisamente, de diluciones. En la unidad anterior tratamos el concepto de pureza como una forma de manejar la realidad según la cual, por mucho dinero y esfuerzo que se aplique, los materiales nunca llegan a ser verdaderamente sustancias.
Aquí veremos lamisma mecánica aplicada a las soluciones. Estas son mezclas homogéneas de por lo menos dos tipos de sustancias: las que nos interesan y a las que llamaremos soluto, y las que las diluyen, estiran, engordan, vehiculizan, a las que llamaremos solventes (no son sinónimos, pero a veces se los llama diluyenteácido giberélicos).
Veamos esto con algunos ejemplos. Si se tiene que administrar a un enfermo0.5mg de una medicación, en vez de manipular pastillas microscópicas, es preferible preparar una mezcla del medicamento con alguna cosa inocua (excipiente, dicen los farmacéuticos) en proporción (decimos: concentración) tal que el medio miligramo esté contenido en una pastilla de tamaño manejable.
El cloruro de sodio y el nitrato (V) de plata, que son sustancias sólidas, reaccionan entre si comovimos en alguna unidad anterior. Pero para que la reacción ocurra rápidamente, es importante que los iones Cl- puedan encontrarse fácilmente con los iones Ag+ y viceversa, cosa que no ocurre mezclando terrones. Si bien es cierto que la velocidad de reacción aumenta al mezclar las sustancias finamente molidas, la forma mas eficaz es preparar soluciones acuosas de ambas sustancias, y luegomezclarlas.
El ácido clorhídrico es una sustancia químicamente muy útil, pero es un gas –y muy corrosivo e irritante, para peor. Una forma práctica de manipularlo es disolviéndolo previamente en agua.

Las propiedades químicas más importantes de las soluciones son la naturaleza del soluto, y su concentración. Por ahora nos concentraremos en esta última.
Si la pastilla del ejemplo anterior tiene unamasa de 0.5g, y contiene los 0.5mg de medicamento, diremos que la concentración de éste en la pastilla es de
100 * 5 10-4g / 0.5 = 0.1%
Si nos informan que la concentración de una solución de ácido clorhídrico es 37% (decimos HCl al 37 porciento), será porque cada 100 g de esta solución contienen 37 g de HCl.

Antes de continuar, veamos un par de convenciones:

Cuando elsolvente es agua (decimos: solución acuosa) éste puede no declararse, pero si el solvente es otra sustancia o material, estamos obligados a decir “solución al tanto porciento en tal cosa ”.

Cuando los porcentajes se calculan como unidades de masa de soluto contenidas en 100 unidades de masa de solución –naturalmente, la misma unidad para ambos- podemos escribir simplemente “%”, pero si se calculancomo unidades de volumen de soluto contenidas en 100 unidades de volumen de solución, estamos obligados a escribir “% v/v” (que se lee “porciento volumen en volumen”). Si los porcentajes se calculan como unidades de volumen de soluto en 100 unidades de masa de solución, deberemos aclarar “% v/m”, y para unidades de masa de soluto en 100 unidades de volumen de solución, “% m/v”.

En estosúltimos dos casos, en los que mezclamos unidades de masa y de volumen, la restricción en la elección de las unidades con que medir las masas una vez elegida la unidad de volumen y viceversa, es que con ellas el valor de la densidad del agua, debe ser unitario: podemos combinar gramos con mililitros, litros con kilogramos, toneladas con metros cúbicos, pero no gramos y litros, por ejemplo, porque enesas unidades, la densidad del agua adopta un valor distinto de uno (1000g/L)

Volviendo a nuestra solución de ácido clorhídrico 37%,
¿Qué masa de ácido está contenida en 50g de solución?
50 g HCl 37% * 37 / 100 = 18,5 g, decimos 18 g de HCl
¿Qué masa de esta solución necesito para tener 50 g de ácido (puro)?
50 g HCl * 100 / 37 = 135 g, decimos 1.3 102g de HCl 37%...