SOLUCIONES

SOLUCIONES

El término concentración significa la cantidad de Soluto presente en una cantidad dada de solvente.

Existen diversos métodos para expresar la concentración de las soluciones, las cuales se pueden clasificar en: Cualitativas y Cuantitativas.

1.- ASPECTOS CUALITATIVOS

Para expresar la composición de las soluciones no sólo es necesario indicar los componentes que lo forman, sino también sus cantidades relativas. Si la cantidad de soluto es pequeña se conoce como Diluida y en caso contrario como Concentrada. Así, se dice que una solución diluida de A en B contiene menor concentración de A de la que contiene una solución concentrada de A en el mismo disolvente. Ejemplos:

ÁCIDOS Y BASES DE USO CORRIENTE

ACIDO

CONCENTRACIÓN

SOLUTO

% DE SOLUTO

DENSIDAD: g/cm3

CH3COOH Glacial

CH3COOH

99

1.06

HCl

Concentrado

HCl

36

1.18

HCl

Diluido

HCl

20

1.10

HNO3 Concentrado

HNO3

72

1.42

HNO3 Diluido

HNO3 32

1.19

H2SO4 Concentrado

H2SO4 96

1.84

H2S04

Diluido

H2SO4 25

1.18

NH4OH

Concentrado

NH3 28

0.90

NH4OH

Diluido

NH3

11

0,95

Esta denominación es imprecisa, porque rara vez dan un sentido exacto de la composición de las soluciones.

2. SOLUCIONES SATURADAS. NO SATURADAS Y SOBRESATURADAS

Una solución saturada de un soluto A, es una solución que está en equilibrio con A sin disolver. Ejemplo: al disolver NaCl en agua a 25 °C, se prepara una solución saturada, al colocar un exceso el sólido en contacto con el agua a esa temperatura y agitar hasta que no se disuelve más NaCI. La solución resultante contiene 36.2 g de NaCl disueltos en 100 g. de agua, se dice que la solución está saturada de NaCl. La adición de más NaCl no cambia la concentración.

Una solución no saturada contiene menor concentración de soluto que una solución saturada. Así, una solución que contenga menos de 36.2 g. de NaCl en 100 g. de agua, se dice que no es saturada con respecto al NaCl.

Una solución sobresaturada es una solución qua contiene una concentración más alta que la solución saturada. Ejemplo: una solución sobresaturada de acetato de sodio (CH3COONa) disuelta en agua a 20 °C, contiene 46.5 g. de acetato de sodio en 100 g. de agua, a temperaturas más altas, la solubilidad es mayor. Si se calienta 80 g. de esta sal con 100 g de agua hasta una disolución completa (50 °C) y luego se enfría cuidadosamente la solución a 20 °C, queda disuelto él exceso de soluto. Esta solución puede mantenerse sobresaturada siempre y cuando no haya núcleos sobre los cuales pueda iniciarse la cristalización. Si se adiciona un cristalito de acetato de sodio se produce la cristalización hasta que se llega al equilibrio, por la formación de una solución saturada.

3. ASPECTOS CUANTITATIVOS, UNIDADES DE CONCENTRACIÓN

Las concentraciones cuantitativas pueden delinearse en unidades puramente físicas de masa (g. mg.) o volumen dm3 (L), cm3 (ml) o en términos de unidades químicas (mol, equivalente).

3.1 FÍSICAS

a.- Por Ciento en Peso.- Es el peso de soluto por 100 partes del peso total de la solución, esto es el número de g, de soluto por 100 g. de solución. El por ciento en peso del componente "i" en la solución está dado por:

% en Peso de i= W_i/(∑_i▒W_i )

En donde Wi es el peso del componente i, y ∑Wi es la suma total de todos los componentes de la solución.

Ejemplo 1.- Una solución contiene 3.6 g de NaOH, 9.26 g de Na2CO3 y 75.68 g de agua. Calcular el tanto por ciento de cada uno de los componentes de la solución.

Solución.-

Ejemplo 2. - Preparar una solución de KCl al 6%.

Disolver 6 g. de KCl en agua hasta completar 100 g. Como peso del soluto y solvente son aditivos, tomar 6 g. de KCl y 94 g. de H2O

b.- Por Ciento en Volumen

La concentración de una solución de líquidos se expresa frecuentemente en por ciento en volumen, puesto que los volúmenes de los líquidos se miden con facilidad

Ejemplo.- Un vino contiene 12% de alcohol en volumen, es decir, posee 12 cm3 de alcohol en 100 cm de vino.

Ejemplo.- preparar una solución de etanol al 6%.

Tomar 6 cm3 de etanol y añadir agua hasta obtener 100 cm3 (no significa, 6 cm3 de etanol más 94 cm3 de agua, porque hay alteración de volumen debido a la hidratación). Sea “V” el volumen para los componentes A y B, el % en volumen será:

%V_A=V_A/(V_A+V_B ) x 100

c.- Gravedad Específica

Es la relación de la densidad (masa por unidad de volumen) de una solución a una temperatura dada, a la densidad de un solvente puro a la misma temperatura.

Gr.Esp.=(g/cm(solución))/(g/cm(solvente puro))

Ejemplo

El HCl concentrado tiene una gravedad específica de 1.19 el H2SO4 conc. de 1.84, el NH4OH conc. de 0.90, etc.

d.- Partes por Millón

Si la concentración es muy pequeña, puede emplearse otra forma, indicando partes por millón o. p.p.m. esto indica cuántas partes de soluto se encuentran en un millón de partes (en peso de la solución). La concentración en ppm se deduce de la siguiente expresión:

ppm=(Masa de Soluto)/(Masa de Solvente) x 〖10〗^6

1 ppm= 〖10〗^(-6) g/〖cm〗^3 = 〖10〗^(-3) mg 〖cm〗^(-3)= 〖10〗^(-3) g/dm (g/l)=mg 〖dm〗^(-3) (mg/l)

Ejemplo 1.- ¿Cuántos g/cm3 o mg/cm3 hay en 10 ppm?

Ejemplo 2

En la tostación de los concentrados de Zn procedentes de las minas del centro del país, el sulfuro de zinc en la refinería de Cajamarquilla, se forma SO2 para la producción de H2SO4 , pero parte de S02 se escapa a la atmósfera, constituyendo un problema importante de contaminación atmosférica. La cantidad

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