Disoluciones.

Las disoluciones son mezclas de dos o más sustancias, por lo tanto, se pueden mezclar agregando distintas cantidades: Para saber exactamente la cantidad de soluto y de solvente de una disolución se utiliza una magnitud denominada concentración.

Diluciones.

Es un proceso en el cual siempre se parte de una disolución concentrada a la cual se le adiciona mayor volumen de disolvente, esto ocasiona que se modifiquen la concentración y el volumen de la disolución resultante, pero que permanezca igual la cantidad de soluto empleada para preparar la disolución inicial.

En la dilución la cantidad de disolvente aumenta, la concentración disminuye, pero la masa del soluto permanece constante.

C_i V_i = C_f V_f

C_{i = concentración inicial.}

V_{i= volumen inicial.}

C_{f = concentración final.}

V_{f= volumen final.}

_EJERCICIO.

_{1)       ¿Qué cantidad de metanol al 95% necesito para preparar dos litros de metanol al 60%?}

C_{i = 95%}

V_i=

C_{f = 60%}

V_{f= 2 L}

_{De la formula antes dada, despejamos el volumen inicial.}

V_i = (C_f V_f) / C_i

V_i = (60%) (2 L) / (95%) = 1.26 L

_{Partes por millón.}

Es una unidad de medida de concentración. Se refiere a la cantidad de unidades de la sustancia que hay por cada millón de unidades del conjunto.

Es un concepto análogo al de porcentaje, sólo que en este caso no es partes por ciento sino por millón.Se podría tomar la siguiente equivalencia:

10.000 ppm = 1 %

Es decir que 10.000 ppm equivalen al uno por ciento. De lo anterior, se puede deducir que esta unidad es usada de manera análoga al porcentaje pero para concentraciones o valores mucho más bajos. Por ejemplo cuando se habla de concentraciones de contaminantes en agua o en aire, disoluciones con muy bajas concentraciones o cantidad de partículas de polvo en un ambiente, entre otros. Un ejemplo podría ser las mediciones de concentración de un contaminante en el aire cuyo valor máximo permisible sea 500 ppm. Tratar de escribir eso en porcentaje sería poco práctico pues sería mucho menor a 1 %.

En el caso de disoluciones acuosas, una parte por millón (1 ppm) equivale a un miligramo de soluto por litro de disolución. O lo que es lo mismo, un microgramo de soluto por mililitro.

Ejercicios.

Ejemplo 1: se han detectado 12 mg de sustancia radioactiva en un depósito de 3 m³ de agua. Calcular la concentración:

Peso de sustancia analizada = 12 mg = 1,2·10^-5 kg

Peso de los 3 m³ de agua = 3.000 kg

ppm = (1,2 · 10^-5 / 3.000) · 10⁶ = 0,004 ppm

Ejemplo 3: en un control sanitario se detectan 5 mg de mercurio (Hg) en un pescado de 1,5 kg. Calcular la concentración:

Peso de mercurio = 5 mg = 5 ·10^-6 kg

Peso del pescado = 1,5 kg

ppm = (5 · 10^-6 / 1,5) · 10⁶ = 7,5 ppm 

Normalidad.

La Normalidad es una concentración de las disoluciones utilizada en los procesos de neutralización y titulación entre sustancias ácidas y básicas. Este tipo de concentración relaciona los equivalentes gramo del soluto por los litros de solución.

En este tipo de concentración utilizaremos otra unidad química de masa denominada Equivalencia-gramo (Eq-g) que corresponde a la cantidad de materia que de manera proporcional intervendrá en los cambios químicos o bien a la medida de poder de combinación que se utiliza para cálculos en reacciones químicas.

Equivalente –gramo de un elemento = peso atómico /número de oxidación

Equivalente –gramo de un ácido = peso molecular/número de H ⁺

Equivalente –gramo de una base = peso molecular/número de OH

Equivalente –gramo de una sal =peso molecular/carga del anión o catión

Ejemplos:

Elementos

      Al³⁺                Eq-g Al³⁺ =27g/3 =9g                1Eq-g Al³⁺ =9g

 S2-                Eq-g S2- =32g/2=16g                1Eq-g S2- =16g

Ácidos

HCl                  Eq-g HCl=36.5g/1=36.5g          1Eq-g HCl=36.5g

H₂SO₄             Eq-g H2SO4 = 98g/2=49           1Eq-g H₂SO₄=49g

Bases

NaOH              Eq-g NaOH= 40g/1=40g            1Eq-g NaOH =40g

Al (OH)₃          Eq-G Al (Oh)₃=78g/3=26g         1Eq-g Al (OH)₃=26g

 Sales

K₂SO₄              Eq-g K₂SO₄ =174g/2=87g          1Eq-g K₂SO₄ =87g

8. – Al₂(SO₄)₃   Eq-g Al₂(SO₄)₃=342g/6=57g     1Eq-g Al₂(SO₄)₃ =57g

Ejercicio.

1.Calcula cuántos gramos de KCl son necesarios para preparar 750 mL de una disolución con una concentración de 1.5 N

Se calcula la masa de un equivalente de KCl          

1 equivalente de KCl = (74 gramos) / (1)  = 74 gramos                 

Paso 1. Transformar los mililitros a litros (puedes prescindir de este paso cuando el volumen inicial sea en litros)

                         1000 mL ------------1 L

                           750 mL ------------ x= 0.75 L

Paso2. Despejar gramos en la siguiente formula:

N = (g)(Eq.) / (PM)(L)

g = (N)(PM)(L) / (Eq.)

g= (1.5 N) (74 gramos/mol) (.75 L) / (1) = 83.25

Cantidad necesaria para preparar la disolución 83.25 g

 

Bibliografía:

http://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-ppm-partes-por-millon.html

http://medicina.usac.edu.gt/quimica/soluciones/Normalidad.htm

http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/preparaciondedisoluciones_24741.pdf