Solución

QUÍMICA
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SOLUCIONES VERDADERAS
Solución es una mezcla homogénea fraccionable, formada por dos o más
sustancias miscibles, que no reaccionan entre si.
Se denominan soluciones verdaderas, por que no se pueden separar por medios mecánicos, ya que
el tamaño de sus partículas es molecular o atómico (de 0 a 10°A). Las soluciones verdaderas pueden
ser:
a- soluciones moleculares: la fase dispersa se denomina soluto y esta constituida por moléculas
que no se disocian. Ej. Agua-azúcar
b- soluciones electrolíticas: la fase dispersa se denomina soluto y esta constituida por moléculas
que se disocian en iones por lo que son muy conductoras de la corriente eléctrica. Ej. Agua-sal
c- soluciones atómicas: esta constituida por metales formando aleaciones. Ej. Bronce (estaño+
cobre)
Disoluciones, su concentración
Sí una fase homogénea puede tener composición variable se denomina disolución. Una disolución
puede ser sólida pero la mayoría de ellas son líquidas. La composición de las mezclas homogéneas,
esto es de una disolución, solo puede variarse entre límites definidos. Cuando una disolución se
encuentra en equilibrio con el soluto puro en exceso, se dice que es saturada.
Solución mezcla homogénea de dos ó más sustancias
está compuesta por
Solvente ó disolvente: sustancia
Soluto: sustancia presente en menor
presente en mayor cantidad
proporción.
Pueden ser sólidos,
líquidos ó gases.
Según la cantidad la cantidad
de soluto que se encuentre
puede ser:
diluidas
poco soluto
concentradas
saturadas
mucho soluto
sobresaturadas
CONCENTRACIONES EXPRESADAS EN UNIDADES FÍSICAS:
Masa de soluto por unidad de volumen de solución:
Ejemplo: 10 g de KCL por litro de solución. Concentración 10 g/l.
P.P.M. (partes por millón):
solución.
expresa los miligramos de soluto por litro ó kilogramo de
Generalmente se usa para expresar la concentración de contaminantes en agua o aire. Ejemplo: 9
p.p.m. de CO, expresa 9 moléculas de CO por cada millón de moléculas de aire.
Ejemplo: si encontramos que en un litro de agua (de un río, por ejemplo) existen 5 mg de un
contaminante como el arsénico(As) se expresa: 5 p.p.m. de As
Porcentaje en masa: expresa los gramos de soluto por cada cien unidades de solución.
Porcentaje peso en peso (% p/p): expresa los gramos de soluto por cada 100 gramos de solución
Ejemplo: una solución de NaCl al 20 % p/p contiene 20 g de NaCl en 100 g de solución. O sea, se
forma agregando 20 g de NaCl a 80 g de agua.
Porcentaje peso en volumen (%p/v): expresa los gramos de soluto por cada 100 mililitros de
solución.
Ejemplo: solución de KCl al 25 % p/v contiene 25 g de KCl en 100 ml de solución. O sea, se forma
agregando 25 g de KCl en 100 ml de solución.
Porcentaje en volumen (% v/v): expresa el volumen de soluto por cada 100 ml de solución.
Esta unidad es útil para referirse a gases disueltos en gases, líquidos en líquidos ó gases en líquidos.
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Ejemplo: solución de alcohol al 25 % v/v contiene 25 ml de alcohol en 100 ml de solución. O sea,
se forma agregando 25 ml de alcohol en 80 ml de solvente.
Aplicación: En p.p.m. se expresa la concentración de contaminantes, tales como el contenido de CO
en la atmósfera de las ciudades. El límite de este contaminante es de 9 p.p.m. Calcule cuantos moles
son necesarios para sobrepasar el límite en una habitación de 4x4x3 metros.
CONCENTRACIONES EXPRESADAS EN UNIDADES QUÍMICAS:
Molaridad (M) : indica el número de moles de soluto por litro de solución.
Aquellas sustancias que no existen como moléculas (Ej: NaCl, NaOH) en solución, no se puede
hablar de moles sino de pesos formula-gramo, en lugar de molaridad algunas veces se habla de
Formalidad, que indica el número de pesos formula-gramo por litro de solución, numéricamente son
iguales.
Ejemplo: Una solución de KCl al 2,5 M contiene 2, 5 moles de KCl en 1 l de solución. O sea, se
forma agregando 2,5 moles de KCl en 1 l de solución.
1 mol KCl ------ pesa ------ 74,6 g KCl
74,6 g . 2,5 moles
2,5 moles KCl --- pesarán ---x g KCl
x = --------------------------- = 186,5 g KCl
1 mol
Entonces necesito agregar 186,5 g KCl en 1 litro de solvente.
Normalidad (N) : expresa el número de equivalentes gramos de soluto contenidos en un litro de
solución.
Un equivalente gramo o peso equivalente (P.E.) es igual a su formula gramo dividida la valencia, si
es metal, la cantidad de H si es ácido o la cantidad de (OH)- si es hidróxido.
Ejemplos: 1 equivalente gramo de H2SO4 es igual a 98g / 2 = 49 g = 1 P.E. de H2SO4
Entonces el número de equivalentes gramos en una cantidad dada de compuesto será igual a la
cantidad de pesos equivalentes que hay en esa cantidad de sustancia.
Si tenemos 294 g de H2SO4 tendremos:
49 g de H2SO4 ---- son ----- 1 P.E. de H2SO4
294 g. 1 P.E.
294 g de H2SO4 -- serán --- x p.e. de H2SO4 x = -------------------- = 6 Eq.
49 g
Entonces si tenemos 294 g de H2SO4 en 1 litro de solución tendremos una solución que es:
6 P.E.
N = -------------- = 6 N (normal)
1 litro
Calculemos los equivalentes que hay en: 120 g de Na(OH) sí 1 P.E. de Na(OH) ----------- 40 g / 1
entonces
40 g -------------- 1 P.E. de Na(OH)
120 g de Na(OH)------- x
120 g. 1 P.E.
x = ------------------- = 3 P.E.
40 g
Molalidad (m) : expresa el número de moles de soluto por 1000 gramos (1Kg
) de disolvente.
La molalidad es útil en aquellos experimentos en que se hacen medidas físicas, tales como el punto
de ebullición, de solidificación, en un amplio intervalo de temperaturas ya que es una unidad de
concentración que depende únicamente de los pesos de la solución.
Ejemplo: Una solución contiene 87,1 g de K2SO4 en 500 g de solvente, será una solución x molal
Si 174,2 g de K2SO4 -- son -- 1 mol de K2SO4
87,1 g .1 mol
87,1 g de K2SO4 -serán -- x moles de K2SO4 x = ------------------- = 0,5 moles de K2SO4
174,2 g
Si
500 g de solvente contienen-- 0,5 moles de K2SO4 1.000g . 0,5 moles
1.000 g de solvente - habrá--- x moles
x = ----------------- = 1 moles entonces es 1 molal
500 g
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O sea, se forma agregando 1 mol de K2SO4 en 1 l de solución.
Fracción molar (x) : es el nº de moles de un componente de la solución dividido por el nº de
moles totales de los componentes de la solución.
La suma de las fracciones molares de todos los componentes de la solución es siempre es uno. Se
utiliza cuando se estudian propiedades físicas de las soluciones. Ejemplo: Calcula la fracción molar
de una solución que contiene 3 moles de agua, 5 moles de etanol y 4 moles de propanol.
3
5
4
Xagua = ----------------- = 0,25 Xetanol = -------------- = 0,42
Xpropanol = -------------- = 0,33
3+5+4
3+5+4
3+5+4
Observa que: Xagua + Xetanol + Xpropanol = 0,25 + 0,42 + 0,33 = 1
La suma de las fracciones molares de todos los componentes siempre da 1.
problemas para ejercitarte
De soluciones porcentuales
1. ¿Cuántos moles de NaOH hay en 700 ml de una solución 15% p/v?
2. ¿Cuántos gramos de NaOH hay en la solución anterior?
3. ¿Cuántos g de soluto son necesarios para preparar 400 g de una solución de NaOH al 12% p/p ?
4. ¿Cuántos gramos de soluto son necesarios para preparar 350 ml de solución de HCl al 20% p/v ?
5. ¿En que volumen de una solución de ácido sulfúrico al 8% p/v se encuentran 0,5 g de ácido?
6. Se disuelven 80 g de NaOH en 420 ml de agua. ¿ Cuál es el % p/v de esta solución?
7. Completa las siguientes afirmaciones:
a. 5 g de soluto en 100 g de solución corresponden a una solución al ..............p/p.
b. 10 g de soluto en 200 ml de solución corresponden a una solución al ..............p/v.
c. 20 g de soluto en .......g de solución corresponden a una solución al 5% p/p.
Problemas de soluciones molares
8.
¿Cuántos moles y cuántos gramos hay en 250 ml de una solución 4M de ácido fosfórico?
9.
¿Cuántos gramos de Mg(OH)2 se requieren para preparar 800 ml de una solución 3 M ?
10. ¿Cuántos gramos de NaOH hay en 500 ml de una solución 0,1 M ?
a- 4g
b- 0,05 g
c- 5g
d- 2g
11. ¿Cuántos gramos de soluto hay en 200 ml. de una solución de 0,3 M de KBr ?
a- 4g
b- 7,14 g
c- 5g
d- 2g
e- ninguna es correcta
12. ¿Cuántos litros de una solución de 0,5 M se pueden preparar con 117 g de NaCl?
a- 0,414 litros b- 0,05 litros
c- 4 litros
d- ninguna es correcta
13.
Se disuelve un mol de NaOH en 2000 ml de solución. ¿ La molaridad será?
a- 1
b- 0,1 c- 0,01
d- 0,001
e- 0,0001 f- 0,50
14.
La molaridad indica:
a- el número de moles disueltos en 1000 g de solvente
b- el número de gramos disueltos en un litro de solución
c- el número de moles disueltos en un litro de solución
d- el número de moles disueltos en un litro de solvente
e- el número de equivalentes disueltos en un litro de solución
15.
¿Cuántos gramos se necesitan para preparar 430 ml de una solución 4,5 M de Al(OH)3?
a- 155,9 g
b- 162,3 g c- 150,93 g
d- ninguna es correcta
16.
17.
18.
19.
20.
¿Cuántos moles y cuántos gramos de H3PO4 hay en 322 ml de una solución 4 M ?
a1,33 moles y 134 gramos
b-1,29 moles y 135 gramos
c- 1,33 moles y 126 gramos
d1,33 moles y 126 gramos
e-ninguna es correcta
¿Cuál es la molaridad de una solución que posee 34 g de soluto en 640 ml de solución?
a- 0,740 g
b- 0,885 g
c- 6,1 g d- 0,55g
e- ninguna es correcta
¿Cuántos moles hay en 3,2 litros de una solución 0,15 M ?
¿Qué cantidad de soluto hay en 150 ml de una solución 0,5 M de NaBr ?
a- 0,740 g
b- 0,885 g
c- 7,72 g d- 0,55g e- ninguna es correcta
Completa las siguientes afirmaciones:
a- 2 litros de solución 1 M de NaCl, requiere ............moles de soluto
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b- 0,5 litros de solución 1,3 M de NaCl, requiere ............moles de soluto
c- ....... litros de solución 0,5 M de NaCl, requiere 2 moles de soluto
21. ¿Cuántos ml de una solución 4,5 M se pueden preparar con 273g de Al(OH)3?
Problemas de soluciones molales
22. ¿Cuántos moles de MgCl2 debe agregar a 250g de agua para preparar 800 ml una solución 3m?
a- 0,740 b- 0,885
c- 6,1
d- 0,55
e- ninguna es correcta
23. ¿Cuál es la molalidad de una solución preparada con 153 g de Ba(OH)2 en 600 g de agua?
24. La masa de soluto necesaria para prepara una solución 0,5 m de H2CO3 en 4.000 g de agua, es:
a- 62 g b- 31g
c- 124 g
d- 120 g
e- ninguna
25.
Se quiere preparar una solución 0,8 m. ¿Cuántos gramos de HNO3 hay que agregar a 900
gramos de agua?
26. ¿Cuántos gramos de K2CO3 deben disolver en 900 ml de agua, para obtener una solución 3,1m ?
27. Se tiene una solución 0,7 m de Na2SO4. ¿Cuántos moles de soluto habrá en 700 gramos de
solvente?
28. ¿Cuántos gramos de sulfato de sodio habra en 900 g de agua de una solución 3,1 m ?
29. Calcular la m de una solución que fue preparada con 222 g de Ca(OH)2 en 450 ml de agua?
30. ¿Cuántos gramos de Cl2Cu se deben agregar a 900 ml para preparar una solución 2,5 m ?
31. Se dispone de 10 g de azúcar cuyo peso molecular es 180 g/mol. ¿La cantidad de disolvente que
se requiere para preparar una solución 2 m, es: ?
a- 5g
b- 0,5g c- 55g
d- 0,55g
e- 0,0055Kg
Problemas de soluciones normales
32. Completa los siguientes enunciados:
a- 1 mol de H3PO4 disuelto en 1 litro de una solución es................N
b- 1,4 g de H2SO4 disuelto en 0,25 litros de una solución es..........N
c- 0,5 moles de NaCl disuelto hasta 250 ml dan una solución..............N
d- 5 mol de Na(OH) disuelto en 2,5 litros es una solución.........N
33. ¿Cuál de los siguientes pares de soluciones tienen la misma concentración molar?
a- 1M de KCl
y
2N de H2SO4
b- 1N de H2SO4
y
1M de K2CO3
c- 2,5 M de Na(OH) y
5 N de Ca(OH)2
e- ninguno
34. En 250ml de una solución 0,5 N de Fe(NO2)3 hay:
a- 0,2 moles de soluto
b- 0,6 equivalentes de soluto
d- 37 g de soluto
e- 12,3 g de soluto
35. En 114 g de Al2(SO4)3 hay:
a- 1 equivalente
b- 0,5 equivalentes
d- 1,5 moles
c-
c- 7,3 g de soluto
1,5 equivalentes
36. ¿Cuál será la N de una solución que contiene 26,5 g
solución?
a- 0,54 N
b- 0,45 N
c- 0,35 N
d- 0,65 N
e- 1,45 N
de carbonato de potasio por litro de
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