Unidad 4: CONCEPTOS by Mariana Silva Nash

Solución, soluto, solvente

marianasnash — 2020-11-05 11:31:15 UTC

Las soluciones son mezclas homogéneas (en donde se ve una sola fase o parte) formadas por un soluto y un solvente.
El soluto es el componente en menor cantidad y el solvente es el mayoritario en la solución. Ambos pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.
Por ejemplo, el té es una solución (sc) en donde el soluto (st) es el destilado de hierbas y el solvente (sv) es el agua. El acero también lo es ya que está conformado por carbono y hierro pero se lo observa como un material uniforme.

Concentración

marianasnash — 2020-11-05 11:39:52 UTC

La concentración es la relación entre el soluto y el solvente. También es una magnitud que posee una característica especial, la relación determinada entre el st y sv se mantiene igual aunque tome volúmenes distintos de la misma solución. Esto significa que si se miden 80 L de té, la relación entre los componentes será exactamente similar a la de 20 mL de este té.

Unidades de concentración

marianasnash — 2020-11-05 11:48:05 UTC

C _m/m(% m/m) : es el porcentaje de masa en masa y se define como el valor de soluto en gramos en 100 g de la solución. Se calcula haciendo la siguiente regla de tres simple:

 peso en g de sc -> g de st
     100 g de sc -> X -> C_m/m

C_m/v (% m/v) : es el porcentaje de masa en volumen y se refiere a los gramos de soluto en 100 mL de solución. Se calcula de la siguiente manera:

volumen (*) en mL de sc -> g de st
           100 mL de sc -> X -> C_m/v

(*): El volumen no es posible calcular a menos que se conozcan los de los componentes de la solución (estos se suman).

C_M [M (mol/L)]: es la concentración molar, es decir, la cantidad de moles que contiene el soluto en 1 L de su solución. Para realizar el cálculo se requiere saber la MMR del soluto. Con este dato, averiguar la MMR del soluto de la solución en la siguiente regla de tres simple:

          MMR g st -> 1 mol st 
peso en g st en sc -> X₁

Con el valor hallado se calculará la molaridad en 1000 mL de solución.

     mL sc -> X₁
1000 mL sc -> X₂->C_M

C_m[m (mol/kg)] : se denomina concentración molal al número de moles del soluto en 1 kg de solvente. Se obtiene con el dato de la MMR del soluto en solución (X₁) encontrado en el cálculo de la molaridad en la siguiente fórmula:

  g sv -> X₁1000 g -> X₃-> C_m

Dilución de soluciones

marianasnash — 2020-11-05 12:50:03 UTC

Una solución es diluida cuando se la combina con un solvente. Como resultado, se obtiene una nueva solución con una diferente concentración. Esta puede ser fácilmente diferenciada por su color: la primera siempre tendrá la tonalidad más oscura, y si se toma un solvente más claro, se podrá notar que la concentración de la nueva solución se encontrará entre las concentraciones de los componentes que se combinaron solo observando el color de las sustancias.
Al agregar un solvente, la cantidad de moléculas que contiene el soluto de la segunda solución no cambiará, por lo que se puede utilizar la misma molaridad de la primera solución en la resultante.

El procedimiento es inverso a los que vimos anteriormente. Yo sé la concentración de masa en volumen de las sustancias a combinar, pero no la cantidad de soluto en gramos que tienen. Además, tampoco sé la concentración de la solución 2, la cual es mi incógnita.
Para conocer los gramos de soluto que hay en la solución 1 se colocan en una regla de tres simple los siguientes valores:

           100 mL sc1 -> C_m/v sc1 (% m/v)
volumen en mL de sc1 -> X₁(g st)

Y como aclaramos que la concentración de soluto en la solución 1 es la misma que en la dos porque se le agrega un solvente, decimos que:
sc2 contiene X₁ g st
Por lo que podemos emplear nuevamente una regla de tres simple para saber la C_m/v de la solución 2.

volumen en mL de sc2 (*) -> X1 g st
              100 mL sc2 -> X₂-> C_m/v

(*): es un valor que no tiene fórmula para calcularse, excepto sabiendo los volúmenes de la sc1 y el solvente (estos se suman).

Mezcla de soluciones

marianasnash — 2020-11-05 21:11:21 UTC

En donde sc1 + sc2 = sc3 y a diferencia de las diluciones, la concentración de la solución resultante cambiará porque se le agrega una solución (soluto+solvente). Además, el volumen y la C_m/v de la solución resultante será la suma (o resta, según sea cada caso) de los volúmenes y C_m/vde las dos soluciones previas.
Si dos soluciones se suman las C _m/v de ambas también lo harán, por lo que:

C_m/v sc3 (g st) = C _m/v sc1 (g st) + C_m/v sc2 (g st)

Si necesito calcular la concentración de solutos en las soluciones, solo tengo emplear la regla de tres simple conociendo el volumen de ambas soluciones.
Ahora solo me queda hacer este mismo paso pero utilizando el valor de la concentración de solutos en la solución 3 en gramos. y el volumen de esta.

volumen en mL sc3 -> C_m/v sc3 (g st)
100 mL sc3 -> X -> C_m/v(% m/v)