EJEMPLOS

Exposición: Porcentaje peso a peso (% p/p)

Relaciona  la cantidad  en  gramos  de soluto  presente 100% de disolución. Por  ejemplo, en una  disolución acuosa al 10%  de NaOH en 90g de H2O. Por lo tanto,  se plantea la siguiente formula. 

                                                    gramos de soluto       x 100

Expresión  analítica:          %p/p= gramos de disolución

Ejemplo:

 a partir  de 250g de  disolución acuosa de sulfato de cobre (CuSO4) se   obtiene por evaporación un  residuo de 30 g de sulfato. Calcula: 

a) ¿Cuantos gramos de agua  se evaporaron?

b) ¿cuál es el porcentaje  por peso del soluto?

c) ¿Cual  es el porcentaje  de  disolvente? 

Solución: 

a) gramos de  disolución = gramos de soluto + gramos de disolvente

    gramos disolvente=  gramos de disolución -  gramos de soluto.

    gramos de H2O= 250- 30g

    gramos de H2O= 220g

b) % p/p CuSO4=  masa CuSO4      x 100 =  30g    x 100  = 12%

                                masa disolución               250 g

c) % p/p CuSO4=  masa H2O       x 100 = 220  g x 100 = 88%

                             masa disolución              250 g

ejemplo:

¿Cuántos gramos de agua se necesitan para  mezclar 60 g de nitrato de sodio (NaNO3), y obtener una  disolución al 25% en peso?

Datos: 

masa H2O =?                      masa NaNO3= 60g

% NaNO3=  25%                %H2O= 100% - 25% = 75%

Solución:

masa H2O= (75%)   60g     = 180g

                                25%

o bien:

masa disolución = (100%)  60g     = 240 g

                                          25%

Por lo tanto:

masa disolución =  masa soluto +  masa disolvente 

despejando masa disolvente (H2O) tenemos:

masa de H2O= masa disolución - masa de soluto = 240g - 60g = 180g

2. porcentaje peso a volumen(%p/v)

Es una manera de expresar los gramos de soluto que existen en 100 mililitros de disolución.

                                                    gramos de soluto

Expresión analítica: %p/p =                                               x 100

                                                  Mililitros de disolución

Ejemplo

¿Cuál es el % p/v de NaCl en una solución que contiene 10 g de soluto en 120 mL de solución?

Datos:

          %p/v NaCl =?                                      masa Nacl = 10 g

volumen solución = 120 mL  

Solución:                   masa NaCl                                       10g

%p/v NaCl =                                                    x 100 =                x 100 = 8.33%

                         Volumen disolución                             120mL

Ejemplo: 

Calcula la cantidad de gramos de NaCl2 que se requiere  para preparar 150mL de disolución acuosa de MgCl2 al 12%  (p/v).

Datos: 

    masa MgCl2 =?                                   Volumen solución =150mL = 150g

   %MgCl2= 12%

Solución:                                 150 g

      masa MgCl2= (12 %)  (                 ) = 18g     

                                               100 %

 3. Porcentaje volumen a volumen (%v/v)

Se emplea para expresar concentraciones de líquidos y relaciona el volumen de un soluto en un volumen de 100 mililitros de disolución. Es dedicir, si tenemos una disolución acuosa  al 5% en volumen de alcohol etílico, esto indica que hay 5mL  de alcohol etílico en 95 mL de H2O.

                                                            mililitros de soluto

Expresión  analítica:             % v/v =                                       x 100

                                                            Mililitros de solución

                                                          

  

Ejemplo :

¿Cuál es el % v/v de una disolución que contiene 5mL de HCl en 100 mL de agua?

 Datos:

 %v/v HCl=?                             vHCl = 5Ml                    v H2O = 100mL

Solución:               vHCL

%v/vHCl =                                      x 100

                        V disolución

V disolución =vHCl + v H2O =5mL + 100  mL =105mL

                     5 mL

%v/vHCl=                   x 100= 4.8%

                     105 mL

Ejemplo:

¿Cuántos mililitros de acido acético se necesitan para preparar 300  mL de disolución al 20% (v/v)?

Datos:

V acido acético=?        V disolución=  300  mL    %v/v acido acético=20%

       

Solución:                                         V disolución                   300mL

V acido acético= (%acido acético) (                     )=(20%) (                )= 60mL

                                                             100%                           100%

4. Partes por millón (ppm)

Este tipo de concentración se utiliza cuando se tienen disoluciones muy diluidas. De manera análoga, al porcentaje en peso que representa el peso de soluto en 100 partes de disolución, las partes por millón se refieren a las partes del soluto por cada millón de partes de disolución. Por ejemplo, una disolución que tienen 8 ppm de iones de Cl-, significa que hay 8 partes de Cl- en un millón de partes de disolución.

De manera cuantitativa podemos plantear las siguientes consideraciones.

                                            miligramos de soluto                  miligramos de soluto 

Expresión analítica: ppm=                                      o ppm=

                                              kg de disolución                          L de solución

Ejemplo:

Una muestra de agua de 600 mL tiene 5 mg de F-. ¿Cuántos ppm de ion fluoruro hay en la muestra?

Datos:

vH2O  =600mL =0.6L                  masa F-=5mg                ppm=?

Solución:    mgF-               5mg

ppmF-=                         =            =8.33ppm

               L disolución         0.6L

Ejemplo:

Calcula las ppm de  120 mg de Na+ contenidos  en 150 g de agua.

Datos:

Ppm Na+=?          masa Na+=120mg          masa H2O=1500g=1.5kg

Solución:

                        mg Na+            120mg

ppmNa +=                           =                 =80ppm

                  kg de disolución     1.5kg

1. Solución molar (M)

La molaridad se expresa por la literal M y relaciona los moles de soluto por el volumen de la solución expresada en litros.

Expresión analítica:                                        preparación de una solución

                                                      1.0 molar o 1.0M de sulfato de potasio K2SO4

                        moles de soluto

Molaridad =                     

                       L de disolución

Por lo tanto:

           n

M=

           V

Donde:

n= numero de moles de soluto

V=volumen de disolución

M=concentración molar de la disolución

Ejemplo:

¿Cuál es la molaridad de una disolución de 2 moles de KOH en 2.5 litros de disolución?

Datos:

   M=?             n=2 moles KOH           V=2.5L

Solución:

           N           2 moles KOH                   moles KOH

M=                =                               =0.80                                =0.80M

         V                2.5 L                                           L      

Ejemplo:

¿Cuál es la molaridad de 250g de H2SO4 EN 2500mL de disolución?

Datos : 

                                          1 mol H2SO4

M=?             n= (250g)(                                 ) =2.6 moles H2SO4      

                                               98g 

V=2500 mL= 2.5 L

Solución:

          N            2.6 moles H2SO4                  moles H2SO4

M=           =                                       =1.02                                 =1.02 M

        V                     2.5L                                           L

 

Ejemplo:

¿Cuántos gramos de NaOH se necesitan para preparar 1500mL de disolución  0.50M?

Datos:

masa NaOH =?                                               V= 1500mL=1.5L

         0.50mol NaOH

M=                                  

                 L

Solución:              n

 A partir de M=              despeja a n y obtiene: n =MV; ahora sustituye sus valores:               

                          V                             

 

        0.5 mol NaOH

N= (                           ) (1.5 L)=0.75 mol NaOH

               L

Convierte los moles a gramos con la conversión correspondiente:

                                    40 g NaOH

(0.75 mol NaOH  ) (                                ) =30g NaOH

                                   1 mol NaOH

Masa NaOH =30g

2. solución molal (m)

La molalidad es una concentración de las disoluciones que relaciona los moles de soluto por los kilogramos de disolvente. Este tipo de concentración es utilizada en la determinación de algunas propiedades coligativas de las disoluciones (aumento en el punto de ebullición y disminución o abatimiento en el punto de congelación).

Expresión analítica:           preparación de una disolución

                                          1.0 molal o 1.0m de carbonato de sodio (Na2CO3)

                  n

M=     

           kg disolvente

Donde:   

n=moles de soluto

kg disolvente= kilogramos de disolvente

m=concentración molal de la disolución

Ejemplo:

Calcula la molalidad de una disolución que tiene 0.5 moles de NaCl en 0.2 kg de agua.

Datos:

m=?                  n=0.5 mol NaCl            kg disolvente =0.2kg  H2O

solución:

                n               0.5 mol NaCl                mol NaCl

m=                       =                               =2.5                      =2.5

      kg disolvente      0.2kg H2O                    kg H2O

Ejemplo:

Calcula la molalidad de una disolución que contiene 12g de Mg (OH)2 en 500 mL de H2.

Datos:

m=?

                                 1mol Mg (OH)2

n=(12g Mg(OH)2) (                           )=0.2 mol Mg (OH)

                                 58g Mg (OH)2

                                           1g

kg disolvente= (500ml) (               )=500g H2O

                                           1ml

Solución:

              N                    0.2 mol Mg(OH)2         0.4 mol Mg (OH)2

m=                           =                                    =                                      =0.4m

      kg disolvente            0.5 kg H2O                    kg disolvente

Ejemplo:

Calcula los gramos de NaOH que se requiere para preparar una disolución 0.80 m en 1200mL de agua.

Datos:                               0.80 mol NaOH

   masa NaOH=?        m=                      

                                               kg H2O

                                        1 g               1 kg

kg H2O= (1 200 mL) (             )  (                   )=1.2kg

                                     1mL            1000 g

Solución:

                         n

A partir de m=       , despejas n =(m) (kg); sustituyendo en la formula resulta:

                        kg

         0.80 mol NaOH

n=(                                    ) = ( 1.2 kg H2O) = 0.96 mol NaOH

            kg  H2O

Convierte los moles a gramos:

                                                      40 g NaOH

masa NaOH=(0.96 mol NaOH) (                           )=38.4 g NaOH

                                                      1 mol NaOH

3. Solución Normal (N)

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

Expresión analítica:                preparación de una solución  

                                                1.0 normal o 1.0 N de Na2CO3

         E

N=

        V

Donde:

E= Eq-g soluto

V= litros de solución

N= concentración normal

El equivalente- gramo de un elemento o compuesto se determinara de acuerdo con las características propias de dicha sustancia en sus combinaciones.

                                                                                                 Peso atómico

1.-Equivalente-gramo de un elemento: Eq-g elemento=

                                                                                             Numero de oxidación

                                                                                                Peso molecular

2.-Equivalente-gramo de un acido: Eq-g  acido:  

                                                                                                 Numero de H+

                                                                                                     Peso molecular

3.-Equivalente-gramo de una base: Eq- g  base =

                                                                                                      Numero de OH

                                                                                                    Peso molecular

4.-Equivalente-gramo  de una sal: Eq-g sal=

                                                                                             Carga del anión o catión

Ejemplo:

Los equivalentes- gramo  de cada sustancia son:

                                                 27 g

1. Al 3+;            Eq-g Al 3+ =           = 9 g                 1 Eq-g Al 3+=9g

                                                    3

                                            32g

2. S2- ;              Eq-g S2-=           =16 g                    1 Eq-g S2-=16g

                                              2

Acidos

                                           35.5 g

3. HCl;            Eq-g HCl=             =36.5g                  1Eq-g HCl= 36.5g

                                               1

 

                                               98 g

4. H2SO4;     Eq-g H2SO4=                 =49 g            1 Eq-g H2SO4= 40 g

                                                  2

Bases:

                                                40g

5. NaOH;   Eq-g NaOH =                         =40 g       1 Eq-g NaOH =40 g

                                                   1

                                                   78 g

6. Al (OH)   Eq-g Al(OH)=                            =26 g  1Eq-g Al (OH)3=26g

                                                    3

Sales:

                                                     174 g

7. K2SO4;      Eq-g K2SO4=                        =87g

                                                       2

K2 1+(SO4)2

2+    2-                                1 Eq-g K2SO4=87 g

     0 

                              

8. Al2 (SO4)3;        Eq-g Al2 (SO4)3=   342g       =57 g 

                                                                 6

 Al2 3+ (SO4)3                       1Eq-g Al2 (SO4)3=57g

6+         6-

       0

    Ejemplo:

100 g NaOH                    Eq-g

Relacionando estequiometricamente estas unidades observaras que:

                         1 Eq-g NaOH

(100 g NaOH)(                          ) = 2.5 Eq-g NaOH   

                           40                g NaOH

Ejemplo:

1.8 Eq-g  H2SO4                      gramos

Aplicando el mismo procedimiento analítico tendrás:

                                  49g H2SO4

(1.8 Eq-g H2SO4) (                            ) = 88.2 g H2SO4

                               1 Eq-g H2SO4

Ejemplo:

¿Cuál es la normalidad de una disolución de HCl que contiene 0.35 Eq-g en 600 mL de dicha disolución?

Datos: N=?                            E=0.35 Eq-g HCl                                     V= 600mL=0.60 L

Solución:

           E                0.35 Eq-g HCl                        Eq-g HCl

N=               =                                           =0.58                       =0.58 N

          V                         0.6 L                                     L

Ejemplo:

Calcula la normalidad que habrá en 1200 mL de disolución, la cual contiene 50 g de H2SO4.

Datos:                                             1Eq-g H2SO4

N=?                   E=(50g H2SO4) (                             )=1.02 Eq-g H2SO4

                                                          49 g H2SO4

      

V=(1200 Ml)=1.2 L

Solución:

          E          1.2 Eq-g H2SO4                       Eq-g H2SO4

N=              =                                =0.85                                                = 0.85 N

         V                  1.2 L                                             L

Ejemplo:

¿Cuántos gramos de soluto habrá en 800 mL de disolución  0.75 N de H3BO3? 

                                                                                                                               Eq-g H3BO3

Datos:       masa H3BO3=?                           V=800 mL =0.8 L            N=0.75

                                                                                                                                          L 

Solución:

                             E

A partir  de N=               , despeja E y tendrás E=NV; sustituyendo valores:

                             V

                Eq-g H3BO3

E=(0.75                             ) (0.8 L) = 0.60 Eq-g H3BO3

                       L

Realizando la conversión:

Eq-g                           gramos

Obtienes:

                                                                    20.6 g H3BO3

Masa de H3BO3 =(0.60 Eq-g  H3BO3) (                                   )= 12.36 g

                                                                    1Eq- g H3BO3 

4. Fracción molar (X)

Ejemplo:

Una  disolución  contiene  20g de NaOH y 100g   de H2O. Calcula  la fracción  molar  de NaOH  y H2O.

Datos:

Masa NaOH= 20g                        masa H2O=100g

nNaOH=(20g) (1mol/40g) =0.5mol                   nH2O= (100g)(1mol/18g)= 5.5. mol

N disolución= nNaOH + nH2O                            n disolución= 0.5 mol + 5.55mol

N disolución= 6.05 mol

 Solución:

XNaOH= nNaOH/ n disolución =  0.5 mol / 6.05 mol= 0.083

X H2O= nH2O /n disolución = 5.55mol/ 6.05 mol = 0.917

Observa que:

XNaOH+ X H2O= 1 ----- 0.083+ 0.917=1----------1=1

Por lo tanto, la suma  de las  fracciones   molares  es igual  a 1.