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Teoría de soluciones y ejercicios

SOLUCIONES EN QUÍMICA

Una solución se define como una mezcla homogénea de dos o más componentes, también se puede entender como una especie de dispersión donde el componente disperso se el denomina soluto, y al componente dispersante se le denomina solvente.

CONCENTRACION DE UNA SOLUCION

Algunos ejemplos de soluciones son las soluciones de bases oácidos para reacciones de titulación, los reactivos inorgánicos para reacciones orgánicas y las soluciones fisiológicas.  Para preparar soluciones exactas o reproducibles, es necesario indicar la cantidad de soluto con respecto a la cantidad de solvente o de solución, a dicha relación se le da el nombre de concentración.
 
Formas de expresar la concentración
Comúnmente se dice que una soluciónesta diluida, cuando tiene poco soluto con respecto al solvente; concentrada, cuando una cantidad considerable de soluto se ha disuelto y saturada cuando el solvente ya no tiene capacidad de disolver o se ha disuelto todo el soluto posible. Estas son formas comunes (prácticas y caseras) de relacionar al soluto y al solvente, pero obviamente son inexactas, por ello se crearon otras formas (exactas)de expresar la concentración, por ejemplo:
 
A) Porciento ( % p/v , % v/v)
B) Partes por millón (ppm)
C) Formalidad
D) Molaridad
E) Normalidad
 
Todas estas formas que expresan la cantidad de soluto con respecto a la cantidad de soución (la concentración) y su única diferencia es que en unas se dice la cantidad en masa (peso) del soluto y en otras se involucra el PM del soluto.Estas formas son interconvertibles es decir se puede expresar su concentración en % y convertir a su concentración Normal equivalente.
Es importante conocer con exactitud la concentración de una solución, porque la mayoría de las operaciones químicas son cuantitativas (se requiere conocer cuánto) e igualmente importante es entender como se realizan los cálculos y como se preparan en el laboratorio.Las formas anteriormente mencionadas no son todas, existen por ejemplo la molalidad y la fracción mol (que son menos frecuentes), pero no menos importantes.
 

A) Porciento (% p/v , % v/v)
La nomenclatura p/v y v/v , significa si la solución es peso-volumen o volumen-volumen (sólido disuelto en líquido o líquido disuelto en líquido), generalmente son p/v , por ejemplo una solución de NaOH.El porcentaje (%) es una fracción relativa de algún valor multiplicada por 100, para entender esto se usara un ejemplo simple:
"Supongamos que se tienen 20 listones; 8 listones verdes, 9 azules y 3 rojos; para referirnos a los listones rojos diríamos que hay 3 de 20 y expresado en fracción sería (3/20), pero si esa fracción se multiplica por 100, sería (3/20 X 100) , lo que equivale a decirque el 15 % de los listones son rojos" .
En una solución el total es soluto más solvente. Es decir  g de soluto + ml de solvente = ml de solución , y si se desea saber cuanto soluto hay con respecto a la solución, la fracción sería g de soluto/ml de solución , y si esa fracción se multiplica por 100, sería el porciento.
 
 
% p/v  =   g soluto  X 100
                 ml de solución
 
Porejemplo si se agregan 10g de soluto, para preparar 500 ml de solución se diría 10g en 500 ml, pero expresado en porciento sería.
 
 
% p/v  =  10 g de soluto  X 100
                 500 ml de solución
 
% p/v = 2% , se dice que es una "solución al 2 %".
 
Ejemplo: ¿Cuál es la concentración en % cuando se añaden 130g de NaOH y se completa con agua (o se afora) hasta alcanzar unvolumen de solución de 1 litro?.
 
% p/v  =  130 g de NaOH  X 100
               1000 ml de solución
 
% p/v = 13 % , se dice que es una "solución de NaOH al 13 %".
 
La fórmula tiene 3 incógnitas (3 variables) por lo que se puede cuestionar cualquiera de ellas, si se dan las 2 restantes.
Ejemplo: ¿Cuántos g de Na2CO3 se necesitan para preparar 250 ml de una solución al 5%?.
Despejando...