Ejemplos de Concentración

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Autor: Redacci√≥n ejemplosde.com, a√Īo 2020

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En química, la concentración es la propiedad de las soluciones que nos dice qué cantidad de soluto está disuelto en la solución. Es la que nos indica si una solución es:

Las soluciones pueden estar formadas por la combinación de sustancias en diferentes estados, por tanto la concentración se podrá expresar en distintas maneras:

  • Molaridad
  • Normalidad
  • Molalidad
  • Porcentaje en peso
  • Porcentaje en volumen

¿Para qué se usa la concentración?

La concentración es un parámetro muy útil en laboratorios de química, porque permite medir cómo el soluto participa en la solución, y así predecir cómo se va a comportar en ciertos experimentos. También podemos conocer la solubilidad de un soluto, es decir, la cantidad máxima que se puede disolver en ciertas condiciones de presión y temperatura.

Molaridad

La molaridad es el número de moles de soluto que hay por cada litro de la solución. Es la forma más utilizada en la industria y en los laboratorios de química para expresar la concentración en soluciones acuosas. Sus unidades son los moles por cada litro (mol/L), y se calcula de la siguiente manera:

Molaridad = moles de soluto / litros de agua

M = mol / L

En las soluciones estándar (aquellas de concentración conocida) preparadas en laboratorio, se usan la molaridad y la normalidad según el tipo de prácticas que se vayan a realizar con ellas. A los análisis en los que se pone a reaccionar una solución con una muestra acuosa se les llama análisis volumétricos o volumetrías.

Cuando sólo se tiene el dato de la masa de soluto en gramos, lo que hay que hacer es dividir esos gramos entre el peso molecular del soluto.

Moles = gramos / peso molecular

Por ejemplo, para 30g de cloruro de sodio NaCl en 1 L de agua:

Moles de cloruro de sodio (NaCl) = (30 g NaCl) / (58.45 g/mol)

= 0.5132 mol, y en 1 L de agua será:

Molaridad = 0.5132 / 1 = 0.5132 mol/L = 0.5132 M

En las soluciones acuosas se calcula la molaridad.

Normalidad

La normalidad es la medida de la concentración que indica cuántos equivalentes hay por cada litro de la solución. Los equivalentes son una unidad basada en cuántos electrones es capaz de entregar o recibir una molécula en una reacción química, la cual ocurre cuando la solución es puesta a interactuar con otra durante un análisis volumétrico. Sus unidades son los equivalentes por litro (eq/L), y se calculan de la siguiente manera:

Normalidad = equivalentes de soluto / litros de solución

N = eq / L

Los equivalentes de un soluto se calculan dividiendo los gramos sobre el peso equivalente de este. Esto se logra en dos pasos:

  1. Dividir los gramos entre el peso molecular para tener los moles de soluto: mol = g / PM
  2. Dividir los moles entre los equivalentes que hay por cada mol de sus moléculas: eq = mol / (eq/mol).

Por ejemplo, para 80g de ácido sulfúrico H2SO4, que está disuelto en 3L de agua, la normalidad será:

  1. Moles de H2SO4 = 80g / (98 g/mol) = 0.8163 mol H2SO4
  2. Equivalentes de H2SO4 = 0.8163 mol H2SO4 * (2 eq/mol) = 1.6326 equivalentes
  3. Y en 3L la normalidad será: N = 1.6326 eq / 3L = 5442 N

Molalidad

La molalidad es una medida de la concentración que indica cuántos moles de soluto hay por cada Kilogramo de disolvente. Es una relación que se utiliza con menor frecuencia que las demás. Sus unidades son los moles por kilogramo (mol/Kg), y se calculan de la siguiente forma:

  1. Si se tienen gramos, se dividen entre el peso molecular del soluto para obtener los moles.
  2. Los moles de soluto se dividen entre los kilogramos de disolvente.

Por ejemplo, para 100g de hidróxido de sodio NaOH, disueltos en 2.4Kg de agua, la molalidad se calculará de la siguiente manera:

  1. Moles de NaOH = 100g / 40g/mol = 2.5 mol NaOH
  2. Molalidad = 2.5 mol NaOH / 2.4 Kg agua = 1.0416 m

Porcentaje en peso

El porcentaje en peso es la relación directa de la masa de soluto entre la masa de la solución. Esto nos indica la fracción que corresponde al soluto dentro del sistema completo, que es la mezcla. Se calcula dividiendo los gramos del soluto entre los gramos de la solución. Siempre es un valor menor a 1, porque la solución corresponde al 100% y el soluto es una porción.

Por ejemplo, para 530 gramos de permanganato de potasio KMnO4, que se disuelven en 13 Kg de agua, el porcentaje en peso se calcula de la siguiente forma:

  1. Gramos totales de solución = 530g KMnO4 + 13000g H2O = 13530g solución.
  2. Se dividen los gramos de soluto entre los gramos de solución: 530g KMnO4 / 13530g solución = 0.0391
  3. Se convierte a porcentaje multiplicando ese valor por 100: 0.0391*100 = 91% en peso.

Porcentaje en volumen

El porcentaje en volumen es la relación directa del volumen de soluto entre el volumen de la solución. Esto nos indica la fracción que corresponde al soluto dentro del sistema completo, que es la mezcla. Se calcula dividiendo los mililitros (o litros) del soluto entre los mililitros (o litros) de la solución. Siempre es un valor menor a 1, porque la solución corresponde al 100% y el soluto es una porción.

Por ejemplo, para 150 mL de cloruro de hidrógeno HCl que se disuelven en 3 litros de agua H2O, el porcentaje en volumen se calcula de la siguiente forma:

  1. Volumen total de la solución: 150mL HCl + 3000 mL H2O = 3150mL solución.
  2. Se dividen los mililitros de soluto entre los mililitros de la solución: 150mL / 3150mL = 0.0476.
  3. Se convierte a porcentaje multiplicando ese valor por 100: 0.0476 * 100 = 76% en volumen.

Ejemplos de concentración

  1. Calcular la molaridad de 4 L de solución cuyo soluto son 25g de hidróxido de sodio NaOH.
    - Moles de hidróxido de sodio = 25g / (40g/mol) = 0.625 mol
    - Molaridad = 0.625 mol / 4L = 1563 mol / L = 0.1563 M
  2. Calcular la molaridad de 8 L de solución cuyo soluto son 37g de cloruro de sodio NaCl.
    - Moles de cloruro de sodio = 37g / (58.45g/mol) = 0.633 mol
    - Molaridad = 0.633 mol / 8L = 0791 mol / L = 0.0791 M
  3. Calcular la normalidad de 3 L de solución cuyo soluto son 20g de ácido sulfúrico H2SO4.
    - Moles de ácido sulfúrico = 20g / (98 g/mol) = 0.204 mol
    - Equivalentes de ácido sulfúrico = 0.204 mol * (2 eq/mol) = 0.408 eq
    - Normalidad = 0.408 eq / 3 L = 136 eq / L = 0.136 N
  4. Calcular la normalidad de 6 L de solución cuyo soluto son 16g de ácido clorhídrico HCl.
    - Moles de ácido clorhídrico = 16g / (36.45 g/mol) = 0.439 mol
    - Equivalentes de ácido clorhídrico = 0.439 mol * (1 eq/mol) = 0.439 eq
    - Normalidad = 0.439 eq / 6 L = 0732 eq / L = 0.0732 N
  5. Calcular la molalidad de una solución cuyo soluto son 14g de hidróxido de sodio NaOH y cuyo disolvente son 7 Kg de agua.
    - Moles de hidróxido de sodio = 14g / (40g/mol) = 0.35 mol
    - Molalidad = 0.35 mol / 7 Kg = 05 mol/Kg = 0.05 m
  6. Calcular la molalidad de una solución cuyo soluto son 35g de cloruro de sodio NaCl y cuyo disolvente son 8 Kg de agua.
    - Moles de cloruro de sodio = 35g / (58.45 g/mol) = 0.5988 mol
    - Molalidad = 0.5988 mol / 8 Kg = 0749 mol/Kg = 0.0749 m
  7. Calcular el porcentaje en peso de 85g de sulfato de sodio Na2SO4 al combinarse en solución con 1 Kg de agua.
    - Peso de la mezcla = 85g + 1000g = 1085g de solución
    - Relación de gramos = 85g / 1085g = 0.0783
    - Conversión a porcentaje = 0.0783 * 100 = 83% en peso
  1. Calcular el porcentaje en peso de 52g de sulfato de calcio CaSO4 al combinarse en solución con 1.5 Kg de agua.
    - Peso de la mezcla = 52g + 1500g = 1552g de solución
    - Relación de gramos = 52g / 1552g = 0.0335
    - Conversión a porcentaje = 0.0335 * 100 = 35% en peso
  2. Calcular el porcentaje en volumen de 12mL de ácido sulfúrico H2SO4 al combinarse en solución con 2 L de agua.
    - Volumen de la mezcla = 12mL + 2000mL = 2012mL de solución
    - Relación de volúmenes = 12mL / 2012mL = 0.006
    - Conversión a porcentaje = 0.006 * 100 = 6% en volumen
  1. Calcular el porcentaje en volumen de 15mL de ácido clorhídrico HCl al combinarse en solución con 3 L de agua.
    - Volumen de la mezcla = 15mL + 3000mL = 3015mL de solución
    - Relación de volúmenes = 15mL / 3015mL = 0.005
    - Conversión a porcentaje = 0.005 * 100 = 5% en volumen

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Citado APA: (A. 2020,05. Ejemplos de Concentración. Revista ejemplosde.com. Obtenido 05, 2020, de https://www.ejemplosde.com/38-quimica/2297-ejemplos_de_concentracion.html)

Autor: Redacci√≥n ejemplosde.com, a√Īo 2020

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