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Concentraciones, sus maneras de expresarse y sus aplicaciones


Universidad del valle, facultad de ingeniería, departamento de ingeniería química,
Cali-Colombia
Fecha de realización: 20 de marzo del 2014
Fecha de entrega: 27 de marzo del 2014



Resumen: Se crearon soluciones acuosas de NaCl, NaHCO₃, CuSO₄ a determinadas concentraciones y serealizó una dilución a partir de la solución de CuSO₄. Usando estequiometria y cálculos con fórmulas de concentraciones, se encontraron las cantidades necesarias de soluto y solvente para crear dichas soluciones. Finalmente se rotularon las soluciones en sus respectivos envases.

Palabras clave: Solución, concentración, soluto, solvente, estequiometria

Introducción¹

Poder comprender,identificar, trabajar y producir soluciones es el principal aporte aplicado que hace la química a muchas otras ramas de la ciencia y la ingeniería, incluso en la vida diaria se manejan soluciones constantemente, y poder comprenderlas puede ser la diferencia entre tomar un café simple, o muy dulce, o intoxicarte con monóxido de carbono (CO), o aguantar la respiración y alejarte.
Una solución es una mezclaen la cual sus componentes se combinan de tal manera que el que se encuentra en mayor proporción (llamado solvente), disuelve, y hace dispersar a los otros componentes (llamados solutos) de manera uniforme en toda la muestra. Los solutos y solventes se pueden presentar en cualquier estado de agregación y las combinaciones de los distintos estados puede dar como resultado tener soluciones gaseosas,soluciones liquidas y soluciones sólidas, estado el cual se determina por el estado en el cual se encuentra el solvente.
La formación de las soluciones se puede explicar de varias maneras; en algunos casos sobre todo para iones y algunos compuestos, al entrar en contacto con el solvente, tomando como ejemplo el agua, las moléculas se disocian, se separan formando iones individuales queposteriormente son rodeados por moléculas de agua (se solvatan). Por ejemplo, al crear una solución de agua con sal (NaCl), el soluto (NaCl), se disocia creando iones Na+ y Cl−, Como ecuación se puede ver:
NaCl (s) +H₂O (l) → Na+ (ac) +Cl− (ac)

Para la mayoría de compuestos, cuando se disuelven las moléculas del soluto, se dispersan y quedan rodeados por las moléculas del agua pero no se separan eniones. Por ejemplo, una solución de azúcar (sacarosa) con agua, las moléculas de sacarosa se ven rodeadas de moléculas de agua, pero estas siguen siendo moléculas completas de sacarosa (C₁₂H₂₂O₁₁), como ecuación se puede ver como:
C₁₂H₂₂O₁₁(s) + H₂O (l) → C₁₂H₂₂O₁₁ (ac)

La capacidad de un soluto para disolverse en un solvente se denomina solubilidad, la solubilidad determina que tanto soluto sepuede disolver en cierta cantidad de solvente, esto depende de la temperatura, el soluto, el solvente y la interacción entre ellos en la solución. La cantidad de soluto disuelto en un solvente también define la concentración de la solución y esta se puede expresar de varias maneras, pero de forma general se define como una cantidad de soluto en una cantidad de solución.
Concentración sln = Cantidadsoluto /Cantidad sln.

Los tipos de concentraciones más usadas son: porcentaje en peso o masa porcentual (%m/m), dado por la formula
Masa porcentual = (masa soluto (g) /masa sln (g)) x 100

Porcentaje en volumen o volumen porcentual (%v/v), dado por la formula
Volumen porcentual = (volumen soluto /volumen sln) x 100

Molaridad (M), dado por laformula
Molaridad = moles soluto / litros sln

Teniendo como fundamento la ley de la conservación de la materia y usando las fórmulas de concentración y estequiometria, se puede conocer la masa del soluto, la masa del solvente, el volumen de la solución, la concentración expresada de las diferentes formas y esto nos permite identificar plenamente una solución, también da pie a poder crear...