1

CLASE #8 (Semana 8)

CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES (primera parte)

2015

2

CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES (definición)

• Se refiere a la cantidad de SOLUTO que se encuentra disuelto en una cantidad específica de SOLUCIÓN. (Se disolverán solo cuando el soluto y solvente tengan la misma polaridad).

• La SOLUCIÓN está formada por la suma del SOLUTO + SOLVENTE

Preparación de una solución1

2

3 4

3

CONCENTRACION DE LAS SOLUCIONES

La concentración de las soluciones se pueden expresar en :CONCENTRACION

UNIDADES CUALITATIVAS

O RELATIVAS

PROPORCION

DE SOLUTO/SOLVENTE

DILUIDO

CONCENTRADO

CANTIDAD DE SOLUTO COMPARADA CON MAXIMA*

INSATURADAS

SATURADAS*

SOBRESATURADAS

UNIDADES CUANTITATIVAS

PORCENTUALES

%PESO / PESO

% VOLUMEN / VOLUMEN

% PESO / VOLUMEN

PARTES POR MILLON QUIMICAS

MOLARIDAD

MOLALIDAD

NORMALIDAD

4

5

Formas comunes de expresar la concentración de las soluciones

• SOLUCIÓN DILUÍDA:Tiene poca cantidad de soluto disuelto.

• SOLUCIÓN CONCENTRADA:Tiene gran cantidad de soluto disuelto.

6

Formas de expresar la concentración de una solución según su saturación

• SOLUCIÓN INSATURADA:Es la que puede disolver fácilmente más cantidad de soluto de la que ya contiene disuelto.• SOLUCIÓN SATURADA:Contiene la máxima cantidad de soluto que puede ser disuelto a una temperatura determinada.

7

• SOLUCIÓN SOBRESATURADA:Al elevar la temperatura, se puede disolver una mayor cantidad de soluto que el de saturación.

Analizar el siguiente ejemplo como insaturada, saturada, sobresaturada, diluída, concentrada:

El KCl se disuelve 34 gramos en cada 100 g de agua a 20 grados C.

8

Formas de Expresar la Concentración de las soluciones en PORCENTAJE (%)

• % en peso ó masa = %p/p ó %m/m (si no se indica el tipo de %, se asume que es p/p)

% p/p = masa (gr)de soluto x 100 masa (gr) de solución %p/p = masa (gr)de soluto x 100 (masa (gr) de soluto + masa (gr) de solvente)*

* cuando nos dan por separado la cantidad de soluto y la cantidad de solvente, se deben de sumar para obtener la masa de la solución.

9

Ejercicios:

El % p/p se usa en medicamentos tópicos como cremas, lociones. Ej:

1. Efudix, es una crema indicada para el tratamiento de verrugas y queratosis. Contiene 2.5 g de Fluorouracilo en 50 g de crema. Calcule en base a éste dato el % p/p de fluorouracilo en la crema.

% de Flurouracilo = 2.5 g de fluorouracilo x 100 50g de crema = 5.0 % m/m ó 5.0 % p/p

Nota: aquí el fluorouracilo es el soluto (2.5 g) y la crema es la solución (50 g).

10

2. Calcule el % p/p de una solución que contiene 65 g de glucosa disueltos en 185 gramos de agua:(NOTE QUE SE DA POR SEPARADO EL PESO DEL SOLUTO Y

SOLVENTE, POR LO TANTO DEBEN SUMARSE PARA OBTENER EL PESO DE LA SOLUCIÓN)

% p/p = 65 g x 100 = 26.0 % p/p ó 26.0 % m/m

65g +185g

11

3. Calcule el %p/p de una solución que se preparó disolviendo 120 gr de cloruro de calcio (CaCl2) en agua hasta obtener 960 g de solución.(note que la solución incluye la masa del soluto

y el solvente, por lo tanto no debe realizarse esa suma)

% p/p = 120 g x 100 = 12.5 % p/p 960 g

12

4. ¿Cuántos gramos de una solución 4.2 % p/p de urea, contienen 55 gramos de urea ?

Despejar % p/p = g soluto x 100 g solución este hay que

despejarg solución = g soluto x 100 = 55 g x 100 = % p/p 4.2 % p/p = 1,308.53 g de solución

13

% en peso/volumen (% p/v) ó lo que es igual % masa/volumen (% m/v)

Es la más común porque la mayoría de solutos son sólidos disueltos en agua. Por ejemplo las soluciones fisiológicas más comunes:Solución de dextrosa ( glucosa) al 5 % p/v contiene 5g de glucosa en cada 100 mL de solución.Solución salina ó suero fisiológico al Solución al 0.9 % p/v de NaCl ( cloruro de sodio): 0.9 g de NaCl en 100mL de solución.

14

% p/v = g de soluto x 100

mL de solución

Ejercicios:1. Calcule el % p/v de una solución que

contiene 8.9 g de CaCl2, disueltos en 250 mL de solución.

% p/v = 8.9 g de CaCl2 x 100 = 3.56 % p/v

250 mL

2. Calcule el % p/v de una solución que se preparó disolviendo 6.4 g de urea en agua hasta obtener 500 mL de solución.

% p/v = 6.4 g x 100 = 1.28 % p/v. 500 mL2.1. ¿Cuantos gramos de urea necesito para preparar 300 mL de la solución anterior? (despejar g soluto de la fórmula) % p/v = g soluto x 100 mL de solucióng soluto = % p/v x mL de solución = 100 = 1.28 % p/v x 300mL = 3.84 g de urea 100

16

3. ¿Cuantos mL de una solución al 3.9 % m/v de Cloruro de potasio ( KCl) pueden preparase con 15 g de KCl ?

% p/v = g soluto x 100 mL de solución despejar

mL de solución = g soluto x 100 = 15 g x 100 = 384.62 mL % p/v 3.9 %

17

% volumen/volumen (%v/v)

Para solutos y solventes líquidos. % v/v = mL de soluto x 100 mL de solución1. Se preparó una solución disolviendo 750 mL

de alcohol isopropílico en agua hasta obtener 1350 mL de solución. Calcule el % v/v.

% v/v = 750 mL x 100 = 55.55 % v/v 1350 mL

2. Un enjuague bucal contiene 22.5 % v/v de alcohol. ¿Cuántos mL de alcohol hay en un frasco de 250 mL de este enjuague?

% v/v = mL de soluto x 100 mL de solución

mL de alcohol = 22.5 mL de alcohol x 250mLde enjuague 100mL de enjuague = 56.25 mL de alcohol.

19

3. ¿Cuántos mL de una solución que contenga 7.8 % v/v de aceite pueden prepararse con 50 mL de aceite? % v/v = mL de soluto x 100 mL de solución despejar

mL de solución = mL de soluto x100 % v/v= 50mL de aceite x100 / 7.8 % v/v = 641.03 mL

20

DILUCIONES

Se aplica a soluciones líquidas. Consiste en agregar más solvente a una solución para hacerla menos concentrada. C1 x V1 = C2 x V2

C1 y V1 son la concentración y volumen inicial

C2 y V2 son la concentración y volumen final

21

1. Se diluyen 70 mL de una solución al 5.4 % p/v hasta obtener 250mL de solución. ¿Cuál es la concentración % p/v de la solución final?C1= 6.2 % p/v ; V1 = 70mL C2 = ? V2= 200 mL

C1xV1 = C2xV2 despejar C2

C2 = 6.2% p/v x 70mL de solución = 2.17 % p/v

200mL de solución• Al diluir una solución, la concentración se

vuelve más pequeña. pasó de 5.4 % p/v 2.17 % p/v

22

2. ¿A que volumen final hay que diluir 50mL de una solución al 5.6 % p/v, para que su concentración final sea 3.1 % p/v ?

Datos: V1= 50 mL C1= 5.6% p/v C2= 3.1% p/v V2 =?

C1 x V1 = C2 x V2 despejar V2

V2= C1 x V1 = 5.6 % p/v x 50 mL= 90.32 mL

C2 3.1 % p/v

• El volumen final es mayor que el inicial porque se le agregó solvente para que la concentración disminuyera.

23

Forma de expresar concentraciones muy pequeñas de soluto

• PARTES POR MILLÓN (se usa para contaminantes)

1. ¿Cuántas partes por millón de Pb +2 hay en una muestra de agua, que contiene 7.8 mg de Pb+2 en 8OO mL? ppm = 7.8mg = 9.75 mg/L = 9.75 ppm

O.8L

24

2. Cuántos mg de F- hay en 5 Litros de una muestra de agua que contiene 3.7 ppm de ión floruro ( F)?mg de F- = 3.7 mg de F- x 5 Litros 1 litro = 18.5 mg de F-

3. En cuántos litros de una solución con concentración de 1.95 ppm de un insecticida a base de piretrina, estarán contenidos 30 mg de piretrina?(despejar litros)ppm = mg / L L = mg / ppmL = 30.0 mg / 1.95 mg/L = 15.38 L

25

Ejercicios:

1. Calcule % p/p de una solución preparada con 25g KCl y 125 g de H20.

2. Calcule % p/p de una solución preparada disolviendo 8.0 g CaCl2 en agua hasta obtener 180.0 g de solución.3. ¿Cuántos g de NH4Cl se necesitan para preparar 1,250 mL de una solución al 4 % p/v?4. ¿Cuantos mL de una solución de alcohol al 20 % v/v pueden prepararse con 50mL de alcohol?

26

5. ¿Cuál es el % p/v de una solución que contiene 65 g de H2SO4 en 400mL de solución?

6. ¿Cuántas ppm tiene una muestra de agua que contiene 3.8 mg de F en 450mL?7. ¿A que volumen final debemos diluir 40 mL de una solución al 6.2 % p/v para obtener una solución al 2.4 % p/v ?8. ¿Cuantos litros de solución salina ( 0.9 % p/v) se necesitan para obtener 3.15 g de NaCl ?9. Un paciente necesita 140 g de glucosa en las próximas 12 horas. ¿Cuántos litros de una solución de glucosa al 5 % p/v se le debe administrar ?

27

10. Niño de 6 años, pesa 40 lbs, se le debe administrar vía oral, una sola dosis de un medicamento, la cual debe ser 45 mg/Kg. La suspensión posee 250 mg medicam./ 5mL de suspensión. ¿ Cuantos mL de la suspensión se le deben administrar? • Como la dosis del medicamento está por Kg de

peso, debemos convertir el peso del niño de lbs a Kg.

Peso en Kg = 1 Kg x 40 lbs = 18.2 Kg 2.2 lbs

28

• Calcular los mg del medicamento a administrarse:mg medicamento = 45 mg x 18.2Kg peso Kg de peso = 818.2 mg del medicamento.

• Calcular los mL de suspensión que debe dársele: 5mL suspensión x 818.2 mg medicamento 250 mg del medicamento = 16. 4 mLde suspensión FIN