Unidades Físicas de Concentracion

Unidades físicas de concentración
Las unidades físicas de concentración están expresadas en función del peso y del volumen, en forma porcentual, y son las siguientes:
a) Tanto por ciento peso/peso %P/P = (cantidad de gramos de soluto) / (100 gramos de solución)
b) Tanto por ciento volumen/volumen %V/V = (cantidad de cc de soluto) / (100 cc de solución)
c) Tanto por ciento peso/volumen %P/V =(cantidad de gr de soluto)/ (100 cc de solución)
a) Porcentaje peso a peso (% P/P):  indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución.

b) Porcentaje volumen a volumen (% V/V):  se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.


  c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución.Ejercicio:
Se tiene un litro de solución al 37%. ¿Cuántos litros de agua se tienen que agregar para que quede al 4%?
Resolvamos:
El problema no indica las unidades físicas de concentración. Se supondrá que están expresadas en % P/V.
Datos que conocemos: V = volumen,  C= concentración
V1  = 1 litro
C1  =  37% 
 37%  P/V = significa que hay 37 gramos de soluto en 100 ml desolución (solución = soluto + solvente).
C2  = 4%
V2 =  ¿?
Regla para calcular disoluciones o concentraciones
V1 • C1    =    V2 •  C2
Puede expresarse en:   % P/V
Reemplazando los datos que se tienen del problema, se obtiene:  


Entonces, si tenemos un litro de solución al 37%; para obtener una solución al 4% es necesario tener un volumen de 9,25 litros; por lo tanto, para saber cuantos litros de aguahay que agregar al litro inicial, hacemos:
V2  –   V1  = Volumen de agua agregado
9,25   –  1   =  8,25 litros
Respuesta:   Se deben agregar 8,25 litros de agua
Unidades químicas de concentración
Para expresar la concentración de las soluciones se usan también sistemas con unidades químicas, como son:
a) Fracción molar
b) Molaridad M = (número de moles de soluto) / (1 litro de solución)
c)Molalidad m = (número de moles de soluto) / (1 kilo de solvente)
 
a) Fracción molar (Xi):  se define como la relación entre los moles de un componente (ya sea solvente o soluto) de la solución y los moles totales presentes en la solución.



 

 
Ejercicio:
Se agregan 3 gramos de sal en una cacerola con 4 litros de agua ¿cuál es la concentración de sal?, o dicho de otra forma ¿cuál esla concentración de la solución?
Calcular la fracción molar de solvente y de soluto: Recordemos que la fracción molar expresa la concentración de una solución en Moles de Soluto o de Solvente por Moles Totales de la Solución.
Solvente: agua (H2O)
Soluto: sal (NaCl)
Datos que conocemos: 3 gramos de soluto y 4.000 cm3 (4 litros) de solvente.
Con estos datos debemos resolver el problema,calculando 4 valores significativos: moles de solvente, moles de soluto, fracción molar de solvente y fracción molar de soluto.
Para el agua, se conoce su masa molar = M(H2O) = 18 g/mol (1 mol de H2O contiene 18 g, formados por 2 g de H y 16 g de O).
Averiguar cuántos moles de solvente H2O) tenemos:



Para la sal (NaCl) su masa molar = M(NaCl) = 58,5 g/mol (1 mol de sal equivale a 58,5 g, formadospor 23 g de Na y 35,5 g de Cl)
Averiguar cuántos moles de soluto tenemos:


Ahora que conocemos la cantidad de moles de solvente y la cantidad de moles de soluto, podemos calcular las fracciones molares de solvente y de soluto:
Fracción molar del solvente = Xsolvente
 

Fracción molar del solvente (agua) = 0,99977

Fracción molar del soluto= Xsoluto


Fracción molar del soluto=0,00023
Pero sabemos que:


Entonces: 0,99977 + 0,00023 = 1

b) Molaridad (M):  Es el número de moles de soluto contenido en un litro de solución. Una solución 4 molar (4 M) es aquella que contiene cuatro moles de soluto por litro de solución.

Ejercicio:
¿Cuál será la molaridad de una solución que contiene 64 g de Metanol (masa molar del metanol 32 gr/mol) en 500 ml de solución?
Datos...