Unidades físicas de concentración y soluciones

 Unidades físicas de concentración de soluciones

Las unidades físicas de concentración de soluciones expresan la proporción de soluto en peso, volumen o partes. Esta proporción se calcula siempre con respecto a la cantidad total de la solución.

Las fórmulas para calcular el porcentaje en masa o peso, o sea, su concentración, divide la cantidad de soluto por la de la solución. Finalmente, el resultado se suele multiplicar por 100.

En el ámbito de la fisica, por otra parte, concentración es la magnitud que permite medir y dar a conocer cuánta cantidad de sustancia se puede encontrar en cada unidad de volumen. El Sistema Internacional establece que la unidad de concentración es el mol por metro cubico.

Las medidas físicas de las concentraciones químicas y sus fórmulas son las siguientes:

Masa sobre masa

Masa sobre masa (%m/m), o también peso sobre peso (%p/p) expresa el porcentaje de masa o peso de soluto en relación con a la masa o peso de solución. 

Porcentaje de soluto = Masa de soluto X 100 Masa de solución

1)  80 gramos de una disolución contienen 20 gramos de CuSO4. Calcular su concentración en % m/m. 

Solución 

% m/m = (20 g CuSO4 / 80 g de disol.) x 100  

La concentración de la disolución es 25 % m/m 

Volumen sobre volumen

Volumen por volumen (%v/v) indica la proporción del volumen del soluto en el volumen total de la solución.

Porcentaje de volumen = Volumen del soluto x 100

Volumen de solución

2) Calcular el volumen de vinagre que se necesita para preparar 250 mL de una disolución de concentración 12 % V/V. 

Solución 

De acuerdo a la concentración que pide el problema: 

100 mL de disolución ———- 12 mL de vinagre 

250 mL de disolución ———– x= 30 mL de vinagre 

Por lo tanto, necesitaremos 30 mL de vinagre para obtener 250 mL de una disolución de concentración 12 % V/V. 

Masa sobre volumen

Masa sobre volumen (%m/v), o peso sobre volumen (%p/v), representa la masa o peso del soluto respecto al volumen de la solución.

Porcentaje de masa por volumen = Masa de soluto x 100

Volumen solución

3) Un frasco contiene 120 mL de una disolución de HCl  35 % m/V. Indicar la masa en gramos de HCl presentes en la disolución. 

Solución 

De acuerdo al dato de concentración: 

100 mL de disolución ———- 35 g de HCl  

120 mL de disolución ———- x= (120 mL de disol. / 100 mL de disol.) x 35 g de HCl 

x= 42 g de HCl 

Otra unidad que se utiliza a menudo es g/L (gramos de soluto por cada 1000 mL de disolución). Nótese que multiplicando el %m/V x 10 podemos obtenerla fácilmente. 

Por lo tanto, una disolución 35 % m/V, equivale a una 350 g/L. 

Partes por millón

Partes por millón (ppm) calcula los miligramos de soluto por kilogramos de solución. En este caso, el resultado se multiplica por un millón.

Partes por millón (ppm) = Masa de soluto x 1 millón

Masa de solución

4) En 1500 mL (1,5 L) de una muestra de agua se encontraron 3 mg de mercurio (Hg). Calcular la concentración de Hg en ppm. 

Solución 

1500 mL de agua ———- 3 mg de Hg 

1000 mL de agua ———- x= 2 mg de Hg 

La concentración es 2 ppm 

En el siguiente ivdeo se muestran algunos ejercicios de unidades fisicas