Soluciones Químicas

Una solución es una mezcla homogénea de un soluto y un solvente. El solvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad.

Tipos de Soluciones

El estado físico del solvente determina el tipo de solución:

• Sólidas: Aleaciones metálicas (bronce, latón, acero, oro).
• Líquidas: Agua salada, agua dulce, té.
• Gaseosas: Aire, gas natural.

Unidades de Concentración

Cualitativas

• Diluida: Poca cantidad de soluto.
• Concentrada: Gran cantidad de soluto.
• Insaturada: Puede disolver más soluto a una temperatura dada.
• Saturada: No puede disolver más soluto a una temperatura dada.
• Sobresaturada: Tiene más soluto del que puede disolver a una temperatura dada.

Cuantitativas

• Porcentaje masa/masa (% m/m): (g soluto / g solución) x 100
• Porcentaje masa/volumen (% m/v): (g soluto / ml solución) x 100
• Porcentaje volumen/volumen (% v/v): (ml soluto / L solución) x 100
• Partes por millón (ppm): mg soluto / L solución = g soluto / 1000000 ml solución

Masa solución = masa soluto + masa solvente

Densidad soluto = masa soluto / volumen soluto

Ejercicios Resueltos

Ejercicio 1

Se disuelven 30 g de glucosa en 125 ml de agua. Calcule la concentración en % m/m y % m/v, si la densidad de la solución es 1,1 g/ml y la del agua 1 g/ml.

Masa agua = 125 ml x 1 g/ml = 125 g
Masa solución = 30 g + 125 g = 155 g
% m/m = (30 g / 155 g) x 100 = 19,35 %
Volumen solución = 155 g / 1,1 g/ml = 140,90 ml
% m/v = (30 g / 140,90 ml) x 100 = 21,29 %

Ejercicio 2

Necesita preparar 250 ml de sulfato cúprico al 18% m/m. Determine cuánto soluto y cuánto solvente necesita si la solución tiene una densidad de 1,2 g/ml.

Masa solución = 250 ml x 1,2 g/ml = 300 g
Masa soluto = (300 g x 18) / 100 = 54 g
Masa solvente = 300 g – 54 g = 246 g

Ejercicio 3

El ácido clorhídrico concentrado es 37 % m/m. Determine el % m/v si la densidad de la solución es 1,3 g/ml.

Asumiendo 100 g de solución:
Masa soluto = 37 g
Volumen solución = 100 g / 1,3 g/ml = 76,92 ml
% m/v = (37 g / 76,92 ml) x 100 = 48,1 %

Ejercicio 4

Se disolvió cierto volumen de ácido con una densidad de 1,3 g/ml en 800 ml de agua. Si la concentración de la solución queda al 1,90 % v/v, calcule la masa de ácido utilizado y su volumen.

1,9 = (Volumen soluto x 100) / (800 ml + Volumen soluto)
1520 + 1,9 Volumen soluto = 100 Volumen soluto
Volumen soluto = 1520 / 98,1 = 15,49 ml
Masa soluto = 15,49 ml x 1,3 g/ml = 20,14 g

Ejercicio 5

Se ha preparado 500 g de solución al 8 % m/m utilizando 25 ml de soluto. Determine la densidad del soluto.

Masa soluto = (8 x 500 g) / 100 = 40 g
Densidad soluto = 40 g / 25 ml = 1,6 g/ml

Ejercicio 6

¿Qué cantidad debe evaporarse de 800 g de solución al 5% m/m para que sea al 7% m/m?

Masa soluto = (5 x 800 g) / 100 = 40 g
Masa solución final = (40 g x 100) / 7 = 571,43 g
Masa evaporada = 800 g – 571,43 g = 228,57 g

Mezcla de Soluciones

Ejercicio 1

¿Cuántos gramos de soluto hacen falta para preparar 20 ml de solución al 5% m/m? Densidad de la solución es 1,08 g/ml.

Masa solución = 20 ml x 1,08 g/ml = 21,6 g
Masa soluto = (5 x 21,6 g) / 100 = 1,08 g

Ejercicio 2

Se tiene 80 g de una solución al 8% m/m y se le agregan 12 g puros del mismo soluto. ¿Cuál es el nuevo %m/m de la solución?

Masa soluto inicial = (8 x 80 g) / 100 = 6,4 g
Masa soluto total = 6,4 g + 12 g = 18,4 g
Masa solución total = 80 g + 12 g = 92 g
% m/m = (18,4 g / 92 g) x 100 = 20 %

Ejercicio 3

Se mezclan 20 ml de una solución al 5%m/v, 50 ml de otra solución al 12%m/v, todo esto con 50 ml de agua. Calcule el %m/v de la nueva solución.

Masa soluto 1 = (5 g x 20 ml) / 100 ml = 1 g
Masa soluto 2 = (12 g x 50 ml) / 100 ml = 6 g
Masa soluto total = 1 g + 6 g = 7 g
Volumen solución total = 20 ml + 50 ml + 50 ml = 120 ml
% m/v = (7 g / 120 ml) x 100 = 5,83 %

Diluciones

: preparar una solución diluida a partir de una solución de mayor concentración.
[V1 x C1 = V2 x C2]. V= volumen. C= concentración. 1= diluida. 2= concentrada.

1) ¿Cuántos ml de solución al 30% m/m se necesitan
para preparar 250 mo de solución al 5% m/m? c2= 30% m/m. c1= 5%  m/m. v2= 250 ml.
V1= ?. V1= v2 x c2/ c1. v1= 250 ml x 30% m/m/ 5% m/m. v1= 1500 ml.

2) Se requiere preparar 200 ml de HCI 10% m/v a
partir de ácido concentrado de  denasidad
1,19 g/ml y 37% m/m ¿Qué volumen de la solución madre debe ser utilizado? D= m/v. d= 100 g/ 1,19 g/ml = 84,03
ml. %m/v= 37 g/ 84,03/ml x 100%= 44,03% m/v. V1 x c1= v2 x c2. 200 ml x 10%
m/v= ? x 44,03%m/v. 200 ml x 10% m/v/ 44,03 m/v= 45,42 ml.

3) Calcule los gramos de agua que necesitan
agregar a 10 g
de AgNO3 para preparer una solución al 40% m/m. g sol= g sto/ %m/m x 100. g sol= 10g/ 40 g m/m x 100. g sol= 25 g sol. G sol= 25 g  – 10 g. g sol= 15 g.

4) Se mezcla 25 ml de HN=3 al 25% m/v de densiad
1,2 g/ml con 40 ml de HN03 al 30% m/v de densidad 1,25 ml. Determine %m/m y %
m/v de solución final. 25 ml. 25% m/v. 12 g/ml=d.   40
ml. 30%m/v. 1,25 g/ ml=d. m= v x d. m= 25 ml x 12 g/ml. m= 30 g. m2= 40 ml x 1,24 g/ml. m2=
50 g. 25
ml x 25 g
sto/ 100 ml= 6,25 g
sto. G sto= 6,25 + 12= 18,25
g sto. 40 ml x 30 g sto/ 100 ml= 12 g sto. % m/m= 18,25 g sto/ 80 g x 100= 22,81 g. %m/v= 18,23 g/ 65
ml= 100= 28,07 g/ml.