UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICOPROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

ASIGNATURA: 231010 Química Analítica I Prof. C. Caicedo

TALLER No. 1_B SOLUCIONES (2014-2)

Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. Una de estas sustancias se conoce como disolvente, en la cual se disuelven las otras, denominadas solutos. En química analítica, la mayoría de las soluciones son acuosas, es decir, cuyo disolvente es agua.

La concentración de una solución es la relación que existe entre el soluto (o solutos) y el disolvente o la solución. Esta relación se expresa por lo general de tres maneras:

1. Medidas masa-volumen: es la relación existente entre la masa de soluto y el volumen de solución; las unidades de concentración que expresan esta relación son:Molaridad, M: expresa las moles de soluto, contenidas en un litro de solución, o las milimoles de soluto contenidas en un mililitro de solución.Normalidad, N: expresa los equivalentes de soluto contenidos en un litro de solución, o los miliequivalentes de soluto contenidos en un mililitro de solución.Porcentaje, %: relaciona el peso de soluto contenido en un determinado volumen de solución, multiplicado por 100, o sea el peso de soluto contenido en 100 mL de solución.Partes por millón, ppm: relaciona el peso de soluto contenido en un determinado volumen de solución, multiplicado por un millón (106).Partes por billón, ppb: relaciona el peso de soluto contenido en un determinado volumen de solución, multiplicado por mil millones (109).

2. Medidas masa-masa: es la relación existente entre la masa de soluto y la masa del disolvente o de la solución; las unidades de concentración que expresan esta relación son:Molalidad, m: relaciona las moles de soluto contenidas en un kilogramo de disolvente, o las milimoles de soluto por gramo de disolvente.Fracción molar, X: es la relación existente entre el número de moles de un soluto y el número de moles totales existentes en la solución (moles de solutos y moles del disolvente).Porcentaje, %: relaciona el peso de soluto contenido en un determinado peso de solución, multiplicado por 100, o sea contenido en 100 gramos de solución.

Partes por millón, ppm: relaciona el peso de soluto contenido en un determinado peso de solución, multiplicado por un millón (106).Partes por billón, ppb: relaciona el peso de soluto contenido en un determinado peso de solución, multiplicado por mil millones (109).

3. Medidas volumen-volumen: relaciona un volumen de soluto contenido en un determinado volumen de solución; las unidades de concentración que expresan esta relación son:Porcentaje, %: relaciona el volumen de soluto contenido en un determinado volumen de solución, multiplicado por 100, o sea contenido en 100 mL de solución.Partes por millón, ppm: relaciona el volumen de soluto contenido en un determinado volumen de solución, multiplicado por un millón (106).Partes por billón, ppb: relaciona el volumen de soluto contenido en un determinado volumen de solución, multiplicado por mil millones (109).

Para expresar las cantidades que relacionan la concentración de las soluciones, con mucha frecuencia se utilizan los prefijos del Sistema Internacional:

Algunos ejemplos del uso de los prefijos, se ponen de manifiesto en las unidades de concentración relacionadas a continuación:

Unidades que se emplean con mayor frecuencia para expresar concentraciones Nombre Abreviatura peso/peso Peso/volumen Volumen/volumen

Partes por millar ‰ o ppt mg/g mg/Ml mL/LPartes por millón ppm μg/g

mg/Kgμg/mLmg/L

ηL/mLμL/L

Partes por billón ppb ηg/gμg/Kg

ηg/mLμg/L

ηL/L

La mayoría de las soluciones acuosas de ácidos y bases, utilizadas en química analítca, se preparan a partir de los reactivos que fabrican las diferentes casas comerciales, cuyas caractrisiticas se expresan en la tabla siguiente:

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La preparación se da por diluciones de las soluciones comerciales y utilizando para los cálculos de las nuevas concentraciones, las ecuaciones conocidas como ecuaciones de dilución. La ecuación,

se utiliza cuando se diluye un volumen de una solución (V1) de determinada concentración (C1) a un volumen final (V2), el cual tendrá una concentración C2, atendiendo que en el proceso de dilución, la masa se conserva. Y la ecuación

Se utiliza cuando se mezclan dos soluciones de un mismo soluto para obtener una tercera solución a una concentración internedia entre la de las soluciones mezcladas. En la fórmula,

EJERCICIOS

Con base en la información anterior, realice los siguientes ejercicios:

1. El ácido fosfórico concentrado, H3PO4, tiene las características señaladas en la tabla anterior; calcule:

a. La molaridad del H3PO4

b. La normalidadc. La molalidadd. La fracción molar de H3PO4 en la solucióne. El % (p/v)f. Qué volumen de ácido fosfórico concentrado será necesario tomar,

para preparar 250 mL de H3PO4 3.75 M.g. Cuántos mL de este ácido 3.75 M y de otro ácido fosfórico 24.75 N

deben mezclarse para obtener 250 mL de una solución de H3PO4

6.00 M?

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2. Las soluciones de permanganato de potasio 0.010 N se utilizan algunas veces como antídoto en las intoxicaciones con ácido oxálico. Cómo podría preparar 200 mL de esta solución de permanganato, a partir de una solución patrón que es 5.00 M de KMnO4, si la reacción incluye la conversión de MnO4

- a Mn2+?

3. Calcule el porcentaje en peso de etanol en una solución etanol-agua, en la cual la fracción molar de etanol es 0.25.

Ciudadela Universitaria del Atlántico, Barranquilla, 06 de agosto de 2014

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