Latin America MeetingLatin America MeetingUnidades de MediciónUnidades de Medición

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Concentración

En química, para expresar cuantitativamente la proporción entre un soluto y el disolvente en una disolución se emplean distintas unidades:

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Concentración: UnidadesConcentración: Unidades

• Molaridad (Molaridad (MM))• Normalidad (Normalidad (NN))• Molalidad (Molalidad (mm))• FormalidadFormalidad ( (FF))• porcentaje en peso (porcentaje en peso (%w/w%w/w))• porcentaje en volumen (porcentaje en volumen (%w/v%w/v))

fracción molarfracción molar partes por millón partes por millón

( (ppmppm)) partes por billón partes por billón

( (ppbppb)) partes por trillónpartes por trillón

((pptppt))

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Concentración

La concentración es la magnitud física que expresa la cantidad de un elemento o un compuesto por unidad de volumen.

En el SI se emplean las unidades mol/m3. Cada substancia tiene una solubilidad que es la cantidad máxima de soluto que puede disolverse en una disolución, y depende de condiciones como la temperatura, presión, y otras substancias disueltas o en suspensión

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Concepto de molConcepto de mol

• Por definición un mol se define: como el peso molecular de una Por definición un mol se define: como el peso molecular de una substancia expresada en gramossubstancia expresada en gramos

1 Mol de Carbono12 Gramos

1 Mol de Plomo207 Gramos

¿Qué tienen en común?

El numero de Avogadro6.023x1023 átomos

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Molaridad Molaridad

• La La molaridadmolaridad ( (MM) es el número de ) es el número de moles de soluto por de soluto por litro de disolución. de disolución.

Ejemplo: Si se disuelven 0,5 moles de soluto en 100 mL de disolución, se tiene una concentración de ese soluto de 5,0 M (5,0 molar).

Ejemplo: Para preparar un Litro de solución 4M de KCl•El PM del KCl es (39+35.5 = 74.5 grs = 1Mol)•74.5 grs x 4 = 298 grs•Por lo tanto Disolver 298 grs KCl en un litro de agua

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MolaridadMolaridad

• Para continuar con el mismo ejemploPara continuar con el mismo ejemplo• Disolver 298 grs KCl en 1,000 mL de aguaDisolver 298 grs KCl en 1,000 mL de agua

• Disolver 149 grs KCl en 500 mL de aguaDisolver 149 grs KCl en 500 mL de agua

• Disolver 74.5 grs KCl en 250 mL de aguaDisolver 74.5 grs KCl en 250 mL de agua

• Disolver 29.8 grs KCl en 100 mL de aguaDisolver 29.8 grs KCl en 100 mL de agua

Para preparar una disolución de esta concentración normalmente se disuelve primero el KCl en un volumen menor, por ejemplo 30 mL, y se traslada esa disolución a un matraz aforado, para después rellenarlo con más disolvente hasta la marca del matraz aforado de 100 mL.

Resumen: M = n / V = moles de soluto/Litros de Disolución mol/l=Molar

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MolalidadMolalidad

• La La molalidadmolalidad ( (mm) es el número de ) es el número de moles de soluto por de soluto por kilogramo de solvente. Para preparar soluciones de solvente. Para preparar soluciones de una determinada molalidad en un disolvente, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la de una determinada molalidad en un disolvente, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.

• m = moles de soluto/masa de disolvente X 1000 m = moles de soluto/masa de disolvente X 1000 (mol / kg = molal)(mol / kg = molal)

• La principal ventaja de este método de medida respecto a la La principal ventaja de este método de medida respecto a la molaridad es que como el es que como el volumen de una de una disolución depende de la disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia con y de la presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y ellas. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con mayor precisión.la presión, y puede medirse con mayor precisión.

• Es menos empleada que la molaridadEs menos empleada que la molaridad

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Peso por volumen Peso por volumen

• Se pueden usar también las mismas unidades que para medir la densidad aunque no conviene Se pueden usar también las mismas unidades que para medir la densidad aunque no conviene confundir ambos conceptos. confundir ambos conceptos.

• La densidad de la mezcla es la masa de la solución entre el volumen de esta mientras que la La densidad de la mezcla es la masa de la solución entre el volumen de esta mientras que la concentración en dichas unidades es la masa de soluto entre el volumen de la disolución. concentración en dichas unidades es la masa de soluto entre el volumen de la disolución.

• Se suelen usar los gramos por litro (g/l).Se suelen usar los gramos por litro (g/l).

• % en masa / volumen = % en masa / volumen =

• masa del soluto / volumen de disolución X 100masa del soluto / volumen de disolución X 100

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Porcentaje por masa Porcentaje por masa

• Masa de soluto por cada cien partes de solución.Masa de soluto por cada cien partes de solución.

• % en masa = masa de soluto / masa de disolución X 100% en masa = masa de soluto / masa de disolución X 100

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Porcentaje por volumenPorcentaje por volumen

• Expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen. Se suele usar para mezclas Expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen. Se suele usar para mezclas gaseosas en las que el volumen es un parámetro importante a tener en cuenta. O sea el porcentaje gaseosas en las que el volumen es un parámetro importante a tener en cuenta. O sea el porcentaje que representa el soluto en la masa total de la disolución.que representa el soluto en la masa total de la disolución.

• % en volumen = volumen de soluto / volumen de disolución X 100% en volumen = volumen de soluto / volumen de disolución X 100

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Normalidad Normalidad

• La La normalidadnormalidad ( (NN) es el número de equivalentes () es el número de equivalentes (nn) de soluto () de soluto (stst) por litro de disolución () por litro de disolución (scsc).).

• NN = = nnst st / V/ Vscsc

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Para esta y solo para esta reacciónPara esta y solo para esta reacción

1eq Fe = 1eq O2

4 Moles de Fe = 3 Moles de O2 = 2 Moles de Fe2O3

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ppm, ppb y ppt

Para expresar concentraciones muy pequeñas, trazas de una sustancia muy diluida en otra, es común emplear las relaciones partes por millón (ppm), partes por "billón" (ppb) y partes por "trillón" (ppt). El millón equivale a 106, el billón estadounidense a 109 y el trillón estadounidense a 1012.Las unidades más comunes en las que se usan son las siguientes:

ppm m = μg × g–1ppm v = μg × ml–1ppb m = ng × g–1ppb v = ng × ml–1ppt m = pg × g–1ppt v = pg × ml–1

*Nota: Se pone una m o una v al final según se trate de partes en volumen o en masa.

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EjerciciosEjercicios

• ¿Como obtendría una solución estándar de 100 ppm de Cloruros a partir de una Solución de 0.1 ¿Como obtendría una solución estándar de 100 ppm de Cloruros a partir de una Solución de 0.1 Molar de NaCl (Cat. 841108)? Molar de NaCl (Cat. 841108)?

Masa atómica de NaMasa atómica de Na+ + = 23 gr/mol= 23 gr/mol

Masa atómica de ClMasa atómica de Cl- - = 35.45 gr/mol = 35.45 gr/mol

Masa molecular de NaCl= 58.45 gr/molMasa molecular de NaCl= 58.45 gr/mol

Por lo que: 1 Molar de NaCl = 58.45 gr/mol/LtoPor lo que: 1 Molar de NaCl = 58.45 gr/mol/Lto

Por lo que: 0.1 Molar de NaCl = 5.845 gr/LtoPor lo que: 0.1 Molar de NaCl = 5.845 gr/Lto

Por lo tanto: 0.1 Molar de ClPor lo tanto: 0.1 Molar de Cl-- = 3.545 gr/Lto = 3.545 gr/Lto

Por otra parte: 1 mg/Lto = 1 parte por millón = 1 ppmPor otra parte: 1 mg/Lto = 1 parte por millón = 1 ppm

Por lo que: 3.545 gr/Lto = 3.545 mg/Lto de ClPor lo que: 3.545 gr/Lto = 3.545 mg/Lto de Cl-- = 3,545 ppm de Cl = 3,545 ppm de Cl--

0.1 Molar de NaCl (Cat. 841108) = 3,545 ppm de Cl0.1 Molar de NaCl (Cat. 841108) = 3,545 ppm de Cl--

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Para calcular una dilución

Usemos la formula C1V1 = C2V2

Donde:C1 es la concentración de la Solución inicial que tenemosV1 es el volumen que debemos utilizar para la diluciónC2 es la concentración que deseamos V2 es el Volumen final de dilución

Por lo que .- V1 = V2C2 /C1

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EjercicioEjercicio

• 0.1 Molar de NaCl (Cat. 841108) = 3,545 ppm de Cl0.1 Molar de NaCl (Cat. 841108) = 3,545 ppm de Cl --

Usemos la formula CUsemos la formula C11VV11 = C = C22VV2 2

Donde:Donde: CC1 1 = = 3,545 ppm de Cl3,545 ppm de Cl- -

VV1 1 = Volumen que deberemos de tomar del estándar = Volumen que deberemos de tomar del estándar

CC2 2 = 100 ppm = 100 ppm

VV2 2 = 100 mL = 100 mL

VV1 1 = C = C22VV2 2 / C / C1 1 = (100 ppm)(100 mL)/(3,545 ppm) = (100 ppm)(100 mL)/(3,545 ppm)

VV1 1 = 2.82 mL = 2.82 mL

Tomar 2.82 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 100 mL y aforar a la marcaTomar 2.82 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 100 mL y aforar a la marca ..

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EjercicioEjercicio

• Tomar 2.82 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 100 mL y aforar a la marca.Tomar 2.82 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 100 mL y aforar a la marca.

• Tomar 7.05 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 250 mL y aforar a la marca.Tomar 7.05 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 250 mL y aforar a la marca.

• Tomar 14.25 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 500 mL y aforar a la marca.Tomar 14.25 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 500 mL y aforar a la marca.

• Tomar 28.20 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 1,000 mL y aforar a la Tomar 28.20 mL de la solución 0.1M de NaCl, transferirlo a un matraz de 1,000 mL y aforar a la marca.marca.

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• Gracias por su atenciónGracias por su atención