Formas de expresar la concentración de las soluciones

Parte I

Definición de Solución Diluida, Concentrada, Saturada, Insaturada, Sobresaturada

Parte II

A-Porcentajes: m/m , m/v , v/v

B-Partes por millón:( ppm )

SEMANAS 8 - 2020 Licda: Isabel Fratti de Del Cid

Diapositivas con imágenes cortesía de Licda: Lilian Guzmán

En ésta semana, se verá la forma de expresar la

concentración de o los solutos presentes en las

soluciones en términos relativos como:

Diluido

Concentrado.

O usando como base el dato de la solubilidad del

soluto en 100g de agua. En este caso se maneja así:

Solución Saturada

Solución Insaturada

Solución Sobresaturada

Solución Diluida y Concentrada.

• Diluida: Solución que contiene

comparativamente una cantidad pequeña

de soluto.

• Concentrada: solución que contiene

comparativamente una cantidad

relativamente grande de soluto.

Solución saturada

Solución que contiene la máxima cantidad

de soluto que se puede disolver a una

temperatura dada ( 20 0C).

Ej : Una solución que contenga 36 g de

NaCl en 100 g de H2O, debido a que ese

valor corresponde a la solubilidad del

NaCl en agua, constituye una solución

saturada a esa temperatura.

Solución Insaturada y

sobresaturada.

Insaturada ó subsaturada: Contiene menos

soluto que una solución saturada.

Ej : menos de 36 g de NaCl en 100 g de

agua

Sobresaturada: posee más soluto disuelto a

cierta temperatura que una solución

saturada.

Ej: más de 36 g de NaCl en 100 g de agua.

Las soluciones sobresaturadas son inestables y

el exceso de soluto se cristaliza con el tiempo.

Piense. A algunas mieles con el tiempo se

les cristaliza el azúcar. Serán soluciones

sobresaturadas?.

Reto:

Busque en internet como hacer un bosque de

Aspirina y al tenerlo lo trae a mostrar al laboratorio.

También se verá la forma de expresar la

concentración de las soluciones usando

relaciones matemáticas conocidas como

unidades «físicas». Generalmente relacionan

masa / masa ; masa/ volumen , volumen/

volumen. Se les dice «físicas» ya que en los

cálculos no es necesario determinar el peso

molecular, peso fórmula, peso equivalente,

Equivalentes, moles de el o los solutos

presentes. Se usan porcentajes o

proporciones en que se encuentran los

componentes en las mezclas.

Porcentaje peso/peso : % p/p

también conocido como (%m/m )

% p/p = masa de soluto x100

masa de solución

%p/p = masa de soluto x 100(masa de soluto + masa de solvente)*

* se debe sumar cuando nos dan por separado la cantidad de soluto y la cantidad de solvente, para obtener la masa de la solución.

Una solución al 15 % p/p

se prepara disolviendo 15

g de cualquier soluto ( en

85 g de agua( o en otro

solvente indicado) *

Con esto podemos decir

que en 100 g de solución

hallaremos 15 g de urea y

85 g de agua.

o cualquier proporción, Ej:

Ej: 7.5 g de urea en 42.5 g

de agua

Solución al 15 %

p/p de Urea

El % p/p se usa mucho sobre todo en medicamentos tópicos como cremas, lociones, ungüentos.

Ejemplo: Efudix, una crema indicada para el tratamiento de verrugas y queratosis. Contiene 2.5 g de Fluorouracilo en 50 g de crema. Calcule en base a éste dato el % p/p de fluorouracilo en la crema.

% de Flurouracilo = 2.5 g de fluorouracilo x 100 50g de crema

= 5.0 % m/m ó 5.0 % p/pNota: aquí el fluorouracilo es el soluto ( 2.5 g)y la masa

total de la mezcla( crema) ( 50 g) , es la masa de la solución.

EJERCICIOS

Ej.1 Calcule el % p/p de una solución que

contiene 68 g de glucosa disueltos en 185

gramos de agua(NOTE QUE SE DA POR SEPARADO EL

PESO DEL SOLUTO Y SOLVENTE, POR LO TANTO DEBEN SUMARSE

PARA OBTENER EL PESO DE LA SOLUCIÓN)

%p/p = 68 g soluto x 100 =

68g soluto +185g solvente

%p/p= 68 g soluto x 100 = 26.67 % p/p

253 g solución

También es válido reportar 26.67 % m/m

Ej.2-Calcule el % p/p de una solución preparada

disolviendo160 gramos de cloruro de Magnesio

( MgCl2) en agua hasta obtener 960 g de solución.

( note que al decir solución ya se incluye la masa del

soluto y el solvente, por lo tanto no debe realizarse esa

suma, es decir NO se debe sumar 160 g+960g) .

Procedimiento: use la formula recomendada:

%p/p = masa de soluto x 100

masa de solución

% p/p = 160 g x 100 =16. 67 % p/p

960g

Ej: 3-Cuántos gramos de una solución 6.5 % p/p, se pueden

obtener con 85 gramos de urea.

A- Una forma de resolverlo es usando factores:

g solución = 100g de solución x 85 g de urea = 1,307.69 g de solución

6.5 g de urea

B- Usando la fórmula y despejando g de solución

%p/p = g soluto x 100

g solución este hay que despejar

g solución = g soluto x 100 = 85 g x 100 = 1,307.69 g solución

% p/p 6.5 % p/p

Resuelva ejercicio 8.33 inciso a del libro vea la

respuesta.

Una pomada se prepara disolviendo 2.5 g de Mentol

en 88 g de Petrolato ( Vaselina solida). Calcule el %

p/p de Mentol en esa pomada

Porcentaje p/v ó m/v % p/vEs la más común y usada, ya que la mayoría de medicamentos son sólidos , se pesan y se busca que se disuelvan en un líquido, como el agua. Ejemplo soluciones masivas parenterales ó soluciones intravenosas ( Sueros ).

Ejemplo las soluciones fisiológicas, más comunes:

Solución de dextrosa ( glucosa) al 5 % p/v : 5g de glucosa disueltas hasta alcanzar en 100mL de solución.

Solución salina ó suero fisiológico : Solución al 0.9 % p/v de NaCl ( cloruro de sodio): 0.9 g de NaCl disueltos en 100mL de solución.

• Una solución al 5 % p/v

de cualquier soluto se

prepara disolviendo 5 g

de soluto en agua ( o en

el solvente indicado),

hasta completar 100mL

de solución.*

• Es decir en 100mL de

esa solución hay 5 g de

soluto.

• * o cualquier proporción

ej: 2.5 g de soluto en

50mL de solución

Solución al

5 % p/v de

glucosa

Otros ejemplos de soluciones intravenosas cuyos componentes están

en % p/v. ( es decir cantidad de gramos en 100mL de solución )

Solución Principios activos ( solutos) en g por

100mL de solución ( % p/v)

Indicaciones

Hartman Cloruro de sodio ( NaCl) 0.6 g

Cloruro de Potasio ( KCl) 0.03g

Cloruro de Calcio ( CaCl2 ) 0.02g

Lactato de sodio (C3H5O2Na) 0.31g

Acidosis orgánica

e inorgánica.

Pacientes quirúrgicos

Disminuye incidencia

de hipotensión

Suero

vitaminado

al 5 %

Glucosa 5.0 g

Clorhidrato de tiamina 0.5 mg

( 5 x 10 -4 g)

Nicotinamida 5.0 mg

( 5x10-3 g )

Riboflavina 0.75 mg

(7.5 g x 10 -4 g)

Piridoxina 0.54mg

( 5.4 x 10-4 g)

Nutriente parenteral :

reposición y aporte

calórico.

Deficiencia vitamínica

del complejo B y

electrolitos .Tx de

Cetosis en

desnutrición, diarrea o

vómitos.

Ejercicios Porcentaje p/v : % p/v ó % m/v

• % p/v = g de soluto x 100

mL de solución

Ejemplo. Calcule el % p/v de una solución

que contiene 8.9 g de CaCl2, disueltos en

250 mL de solución.

% p/v = 8.9 g de CaCl2 x 100 = 3.56 % p/v

250 mL

a) Calcule el % p/v de una solución preparada disolviendo 6.4 g de sacarosa ( azúcar) en agua hasta obtener 500mL de

solución.

% p/v = 6.4 g de sacarosa x 100 = 1.28 % p/v.

500 mL de soluciónb) Cuantos gramos de sacarosa necesito para preparar 800mL de la solución anterior?A) Forma de resolverlo usando factores de conversión.

g de urea = 1.28g de sacarosa x 800 mL de solución = 10.24 g sacarosa

100 mL de solución

B-Forma de resolverlo: despejando g soluto de la fórmula:

Despejar

% p/v = g soluto x 100

mL de solución

g soluto = % p/v x mL de solución = 1.28 % p/v x 800mL = 10.24 g sacarosa

• 100 100

Ej: Cuantos L de una solución al 3,9 % m / v de

Cloruro de potasio ( KCl) pueden preparase con

15 g de cloruro de potasio.A) RESOLVER USANDO FACTORES DE CONVERSION

mL de solución = 100mL de solución x 15 g de KCl

3.9 g de KCl

= 384.62mL de solución = 0.384 L

B) Resolver despejando de la ecuación mL de solución

% p/v = g soluto x 100

mL de solución despejar éste valor.

mL de solución = g soluto x 100 = 15 g x 100 = 384.62 mL

% p/v 3.9 %

Que equivale a 0.384L

Calcule el % p/v de cada uno de los componentes

de la solución Hartman ( ver diapositiva donde se

encuentra el dato o vea semana 8 guías de estudio )

a) % p/v de NaCl

b) % p/v de KCl

Continuación ejercicio solución Hartman

c)% p/v CaCl2 =

d)%p/v Lactato de sodio =

Calcule el % p/v de una solución intravenosa del

antibiótico AMIKACINA, si contiene 500 mg de

Amikacina en 2mL de solución.

Porcentaje Volumen /Volumen : % v/v

Esta unidad de concentración es útil cuando tanto el soluto

como el solvente son líquidos y es más fácil medir los

volúmenes que determinar los pesos. Se calcula de la

siguiente forma:

% v/v = mL de soluto x 100

mL de solución

Ej: Se preparó una solución disolviendo 250 mL de

alcohol isopropilico en agua hasta obtener 1650

mL de solución. Calcule el % v/v.

% v/v = 250 mL x 100 = 15.15 % v/v

1650 mL

Una solución al 30 % v/v de cualquier soluto se prepara disolviendo 30mL de ese soluto en agua ( u otro solvente) hasta obtener 100mL de solución.

No se prepara con 30mL de soluto y 70 mL de solvente, ya que en la mezcla de líquidos los volúmenes no son aditivos ( es decir 30mL de etanol + 70mL de agua no dan exactamente 100mL de solución)

Pero si podemos afirmar que en 100mL de solución hay 30mL de soluto *.

* O cualquier otra proporción:

Ej: en 50 mL de solución hay 15 mL de soluto.

Solución

al 30 % v /v de

etanol

Ejercicios sobre: Porcentaje Volumen /

Volumen : % v/vEj: Se preparó una solución disolviendo 250 mL

de alcohol isopropilico en agua hasta obtener

1650 mL de solución. Calcule el % v/v.

% v/v = 250 mL x 100 = 15.15 % v/v

1650 mL

Un enjuague bucal contiene 22.5 % v/v de alcohol. Cuántos mL de alcohol hay en un frasco de enjuague bucal de 750mL?

A- Resolver usando factores de conversión

mL de alcohol = 22.5 mL de alcohol x 750mLde enjuague

100mL de enjuague

= 168. 75 mL de alcohol

B)También puede resolverlo, despejándolo de

la fórmula:

• despejar éste dato

• % v/v = mL de soluto x 100

• mL de solución

• mL de soluto = % v/v x mL de solución

• 100

• mL de alcohol= 22.5 % v/v x 750 mL

• 100

• = 168.75 mL de alcohol

Cuántos mL de una solución que contenga 7.8 %v/v de

aceite pueden prepararse con 50mL de aceite.A-Resolver usando factores de conversión

mL de solución =100mL de solución x 50mL de aceite

7.8mL de aceite

= 641.03 mL de solución.

B- Resolver despejando en la fórmula los mL de solución:% v/v = mL de soluto x 100

mL de solución despejar éste

mL de solución = mL de soluto x100

% v/v

= 50mL de aceite x100 = 641.03 mL

7.8 % v/v

Partes por Millón ppmUsada cuando se desea expresar cantidades

muy pequeñas de sustancias en volúmenes muy

grandes de muestra. Ej. la concentración de

contaminantes en agua, aire ó suelo. Se usará

ppm = mg de soluto

Litro de muestra

Ej: Cuántas partes por millón de Pb +2, hay en

una muestra de agua, que contiene 8.4 mg de

Pb+2 en 9OO mL* de esa muestra de agua.

Use fórmula de ppm:

Ppm = mg de soluto ( o sustancia)

litro de muestra ( o solución )

• ppm = 8.4mg = 9.33 mg/L ó bien : 9.33 ppm.

O.9L

*los 900 mL deben convertirse a litros, pues la

formula así lo pide. 900mL = 0.9 L

1-Cuántos mg de F- hay en 5 Litros de una muestra

de agua que contiene 3.7 ppm de ión fluoruro

( F- ).? Procedimiento para resolverlo:

Use fórmula : ppm = mg soluto o sustancia

Litros de muestra

Despeje mg de soluto:

mg de soluto = ppm x litros de muestra

Coloque datos:

mg de F- = 3.7 mg de F- x 5 Litros = 18.5 mg F-

1 litro

2-Cuántos litros de una solución al 1.95ppm

de un insecticida a base de piretrina, se

pueden obtener con 30 mg de piretrina.?

Use fórmula y despeje litros.

• ppm = mg

L → despejar

• L = mg/ ppm

• L = 30.0 mg / 1.95 mg/L → 15.38 L

• Podemos preparar 15.38L con 30 mg de

piretrina.

DiluciónProceso por el cuál se reduce la concentración de

una solución, por adición de solvente lo que

provoca un incremento en el volumen total de la

solución, disminuyendo su concentración.

El siguiente cálculo debe usarse para % v/v y % p/v no es aplicable a % p/p

• Fórmula a usarse : C1 x V1 = C2 x V2

C1 y V1, son la concentración y volumen inicial

C2 y V2. Son la concentración y volumen final

Siempre después de una dilución C2 < C1 y V2 >V1

Ejemplos prácticos: si quiere poner menos espeso su

café ( menos concentrado), le añade agua( aumenta su

volumen) y disminuye su concentración.

Ejemplo de dilución• Ej. Se diluyen 70mL de una solución al 6.2 % p/v

hasta obtener 200mL de solución. Cuál es la

concentración % p/v de la solución final.?

• Identifique los datos:

C1= 6.2 % p/v ; V1 = 70mL C2 = ? V2= 200 mL

Despeje C2 en la fórmula C1xV1 = C2xV2

C2 = C1 x V1 Coloque datos:

V2

• C2 = 6.2% p/v x 70mL de solución = 2.17 % p/v

200mL de solución

Note: que al diluir, la concentración se vuelve más

pequeña, pasó de 6.2 % p/v → 2.17 % p/v

Cont. Ejercicios de diluciónA que volumen final hay que diluir 50mL, de una

solución al 5.6 % p/v, para que su concentración final

sea 3.1 % p/v.?

Datos: V1= 50 mL C1= 5.6 % p/v V2 =? C2 = 3.1 % p/v

• C1 x V1 = C2 x V2, despejar V2:

• V2= C1 x V1 = 5.6 % p/v x 50mL= 90.32 mL

• C2 3.1 % p/v

Note: como el v 2, es > que el v1, como es de esperarse,

pues para diluir algo, generalmente se añade solvente lo

que incrementa su volumen.

Ejercicios: Realice los siguientes cálculosCalcule % p/p de una solución

preparada con 35 g KCl y 125 g de

H20

Calcule % p/p de una solución

preparada disolviendo 5 .0 g CaCl2 en

agua hasta obtener 180.0 g de

solución.

A que volumen final deben diluirse 400

mL de una solución al 6.2 % p/v para

obtener una solución al 2.4 % p/v

Cuantos litros de solución salina (

0.9 % p/v de NaCl) deben

administrarse a un paciente que

necesita 7.2 g de NaCl al día.

Un paciente necesita 120g de glucosa en las

próximas 24 horas. Cuántos litros de una solución

de glucosa al 5 % p/v, se le debe administrar.

Ej :Aplicación de los conceptos a la salud

Niño de 6 años, pesa 40 lbs, se le debe

administrar vía oral, una sola dosis de un

medicamento, la cual debe ser 45 mg/Kg de

peso La suspensión posee 250 mg med. / 5mL

de suspensión. Cuantos mLs de suspensión

debe administrarsele.?

Solución: Como la dosis del medicamento está

por Kg de peso, debemos convertir el peso del

niño de lbs a Kg.

Peso en Kg = 1 Kg x 40 lbs = 18.2 Kg

2.2 lbs

• Ahora calcule los mg del medicamento a

administrarse, de la siguiente forma

mg medicamento= 45 mg x 18.2Kg peso

Kg de peso

= 819 mg del medicamento.

Luego calcule los mL de suspensión que debe dársele:

mL de suspensión =

5mL suspensión x 819 mg medicamento

250 mg del medicamento.

= 16. 38mLde suspensión.

El problema anterior, puede resolverse por

factores estequiométricos en un solo

planteamiento así:

mLde suspensión =

5mL suspensión x 45 mg med. x 1 Kg x 40 lbs

250 mg med Kg de peso 2.2 lbs

= 16.36 mL de suspensión

La norma Coguanor NGO 29001 establece que el

límite máximo aceptable de Cobre en el agua es

0.05mg/L que equivale a 0.05ppm)

Si una muestra de agua de pozo posee 6.5 mg de Cobre

en 800 mL de esa agua. Calcule:

A) ppm de el agua del pozo.

B) Se halla dentro del límite máximo aceptable que indica

la norma de la Comisión Guatemalteca de Normas (

COGUANOR) ? Razone su respuesta.