- Determinación de la concentración de una solución
- Concentraciones cualitativas
- Molaridad (M)
- Digamos que hemos hecho una disolución añadiendo agua a 40 gramos (1,0 mol) de hidróxido de sodio hasta que el volumen final de la disolución es de un litro (para repasar el cálculo de moles, vuelve a El Mol). Como tenemos un mol de soluto en un litro de solución, la molaridad es igual a (1 mol)/(1 litro) = 1 M. Nos referimos a una solución con una molaridad de uno como una solución «un molar». Molalidad (m)
- Normalidad (N)
- Fracción molar (?)
- Partes por millón (ppm) y partes por billón (ppb)
- Un rápido resumen de las unidades de concentración
Determinación de la concentración de una solución
Hay muchas formas de medir la cantidad de soluto presente en una solución. Cada método es útil para un propósito diferente en química, por lo que lamentablemente nos toca la tarea de aprenderlos todos. Sin más preámbulos, aquí están:
Concentraciones cualitativas
La cantidad de soluto presente en una solución puede describirse sin números mediante uno de los siguientes términos:
- Insaturado: «Insaturado» se refiere a cualquier solución que todavía es capaz de disolver más de un soluto. Por ejemplo, un vaso de té helado no está saturado de azúcar si has puesto una cucharada de azúcar en él porque todavía es capaz de disolver más azúcar. Este término no es muy bueno para determinar la cantidad exacta de soluto presente… por ejemplo, tanto un vaso de agua como una piscina llena se diría que son soluciones salinas no saturadas si hubiera un gramo de sal disuelto en cada una.
- Saturadas: Estas soluciones tienen disuelta la máxima cantidad posible de soluto. Por ejemplo, si se sigue añadiendo azúcar a un vaso de Kool-Aid, finalmente dejará de disolverse y se depositará en el fondo (los niños pequeños, sin embargo, se niegan a creerlo). Esta solución se dice saturada.
- Supersaturada: Estas soluciones son las que han disuelto más cantidad de soluto que la máxima normal posible. Estas soluciones son poco habituales y no son muy estables. Por ejemplo, la adición de una pequeña mota de polvo a una solución de este tipo provoca una alteración suficiente como para que se formen cristales de forma espontánea hasta que la solución alcanza un estado de saturación.
Es fácil saber si una solución es insaturada, saturada o sobresaturada añadiendo una cantidad muy pequeña de soluto. Si la solución es insaturada, el soluto se disolverá. Si la solución está saturada, no lo hará. Si la solución está sobresaturada, se formarán cristales muy rápidamente alrededor del soluto que se ha añadido.
Molaridad (M)
La polaridad es probablemente la forma más utilizada para medir la concentración y se define como el número de moles de soluto por litros de solución.
Digamos que hemos hecho una disolución añadiendo agua a 40 gramos (1,0 mol) de hidróxido de sodio hasta que el volumen final de la disolución es de un litro (para repasar el cálculo de moles, vuelve a El Mol). Como tenemos un mol de soluto en un litro de solución, la molaridad es igual a (1 mol)/(1 litro) = 1 M. Nos referimos a una solución con una molaridad de uno como una solución «un molar».
Molalidad (m)
La molalidad se define como el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente. Por ejemplo, si añadiéramos dos kilogramos de agua a 4 moles de azúcar, la molalidad sería igual a 4 moles/2 kilogramos = 2 m («dos molal»). Al hacer cálculos con la molalidad, tenga en cuenta que debido a que la densidad del agua es de 1,0 g/mL en condiciones estándar, el número de kilogramos de agua es igual al número de litros de agua.
Normalidad (N)
La normalidad de una solución se define como el número de moles de una especie reactiva, usualmente referido como «equivalentes» por litro de solución. El uso de «equivalentes» dependerá de la reacción que se lleve a cabo, por lo que es necesario conocer el proceso químico específico de una reacción antes de calcular la normalidad. Al menos, esa es la forma «normal» de resolver este problema. (No he podido resistirme.)
Fracción molar (?)
donde A se refiere al primer componente, B al segundo y C al tercero. Como indica el «?», este cálculo puede ampliarse para incluir cualquier número de componentes en la mezcla.
Partes por millón (ppm) y partes por billón (ppb)
Tanto las partes por millón como las partes por billón son unidades de concentración que se utilizan con mayor frecuencia en el análisis medioambiental. Dado que el disolvente utilizado suele ser agua, la concentración de una solución en ppm puede hallarse dividiendo el número de mg (0,001 g) de soluto entre el número de litros de agua. Las partes por billón pueden determinarse dividiendo el número de µg (10-6 g) de soluto entre el número de litros de agua.
Un rápido resumen de las unidades de concentración
La siguiente tabla incluye todas las unidades de concentración que hemos mencionado en esta sección, así como la forma de encontrarlas.
| Unidad | Símbolo | Cómo se mide |
|---|---|---|
| molaridad | M | moles de soluto / litros de disolución |
| molalidad | m | moles de soluto / kilogramos de disolución |
| normalidad | N | «equivalentes,» que varía en función de la reacción que se realiza |
| fracción molar | ? | moles de A?moles de A + moles de B + ? |
| partes por millón | ppm | mg de soluto/L de agua |
| partes por billón | ppb | ?g de soluto/L de agua |
Extraído de The Complete Idiot’s Guide to Chemistry 2003 por Ian Guch. Todos los derechos reservados, incluido el derecho de reproducción total o parcial en cualquier forma. Utilizado por acuerdo con Alpha Books, miembro de Penguin Group (USA) Inc.
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