mm = g 100 g %m V = g 100 mL d = m VV = md

COLEGIO SAN ESTEBAN DIÁCONO
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
QUÍMICA – II° MEDIO
PRIMER SEMESTRE – 2015
UNIDADES DE CONCENTRACIÓN
1.
Porcentaje masa/masa (%m/m)
“Cantidad en masa (g) de un componente en 100 g de disolución”. Una disolución acuosa al
5%m/m de cloruro de sodio contiene 5 g de sal en 100 g de disolución.
%m
m
=
g soluto
100 g solución
Ejemplo:
Una muestra de 15 g de cloruro de sodio se disuelve en 186 g de agua. ¿Cuál es el porcentaje
masa/masa de cloruro de sodio en la disolución?
Primero se obtiene la masa total de la disolución:
Masa disolución = masa soluto + masa solvente
Masa disolución = 15 g + 186 g
Masa disolución = 201 g
Se plantea la proporción matemática:
15 g soluto

201 g disolución
x

100 g disolución
x = 7.46 g de soluto
Por lo tanto, la concentración de esta solución es 7.46%m/m. Esto quiere decir que por cada 100
g de disolución hay 7.46 g de soluto.
2.
Porcentaje masa/volumen (%m/V)
“Cantidad en masa (g) de un componente en 100 mL de disolución”. Una disolución acuosa al
10%m/v de alcohol etílico contiene 10 g de alcohol por cada 100 mL de disolución.
%m
V
=
g soluto
100 mL solución
Ejemplo:
Si se disuelven 45 g de cloruro de magnesio (MgCl2) en 246 g de agua, dando como producto
una solución de densidad 1.12 g/mL, ¿cuál es su %m/V?
Sabemos que hay 45 g de soluto; sin embargo, debemos calcular el volumen de la solución. Éste
se obtiene a partir de la fórmula de densidad:
d=
m
V
donde:
d = densidad
m = masa
V = volumen
Despejando el volumen de la disolución, tenemos que:
V=
m
d
A partir de la ecuación anterior, necesitamos la masa de disolución.
Masa disolución = masa soluto + masa solvente
Masa disolución = 45 g + 246 g
Masa disolución = 291 g
Reemplazando:
291 g
V=
1.12 g/mL
V = 259.82 mL
Se plantea ahora la proporción matemática:
45 g soluto

259.82 mL disolución
x

100 mL disolución
x = 17.31 g de soluto
Por lo tanto, la concentración de esta solución es 17.31%m/V. Esto quiere decir que por cada 100
mL de disolución hay 17.31 g de soluto.
3.
Porcentaje volumen/volumen (%V/V)
“Cantidad en volumen (mL) de un componente en 100 mL de disolución”. Una disolución de
propanol al 20%V/V contiene 20 mL de propanol por cada 100 mL de disolución.
%V
V
=
mL soluto
100 mL solución
Ejemplo 1:
Si se disuelven 37 mL de alcohol en agua hasta completar 133 mL de disolución, ¿cuál es el
porcentaje volumen-volumen de alcohol en la disolución?
Se plantea la proporción matemática:
37 g soluto

133 mL disolución
x

100 mL disolución
x = 27.82 g de soluto
Por lo tanto, la concentración de esta solución es 27.82%V/V. Esto quiere decir que por cada 100
mL de disolución hay 27.82 mL de soluto.
Ejemplo 2:
¿En qué volumen de disolución se deben disolver 500 mL de alcohol para preparar una
disolución al 40% volumen-volumen?
Se plantea la proporción matemática:
40 mL soluto  100 mL disolución
500 mL soluto 
x
x = 1250 mL de disolución = 1.25 L de disolución
Por lo tanto, los 500 mL de alcohol se deben disolver en agua hasta completar 1250 mL de
disolución para obtener una solución al 40%m/V.
4.
Concentración molar o molaridad (C o M)
“Número de moles de un componente en 1000 mL (1 L) de disolución”. Una disolución acuosa
0.1 molar de H2SO4 contiene 0,1 moles de H2SO4 por cada litro de disolución.
C=
moles de soluto
n
=
volumen de disolución (L)
V
Ejemplo:
Se desea calcular la concentración molar de una disolución acuosa de hidróxido de sodio (NaOH)
que contiene 20 g de soluto en un volumen de 100 mL.
En primer lugar tenemos que calcular el número de moles de soluto. Para ello necesitamos
conocer la masa molar del NaOH cuyo valor se obtiene a partir del sistema periódico. Al sumar
las masas de todos los átomos que forman parte de esta molécula (Na, H y O) tenemos que la
masa del NaOH es 40 g/mol, lo que quiere decir que 1 mol de NaOH tiene una masa de 40 g,
¿cuántos moles habrán, entonces, en 20 g?
40 g
20 g


1 mol
x
x = 0.5 mol.
Existe también una fórmula que permite calcular el número de moles, y que se obtiene a partir de
la proporción matemática anterior:
n=
m
M
donde:
n = número de moles
m = masa
M = masa molar
Reemplazando en la ecuación:
n=
20 g
40 g/mol
n = 0.5 mol .
El ejercicio nos entrega el volumen en mL y se necesita hacer la transformación a litros. Hay que
considerar que 1 L equivalen a 1000 mL. Por lo tanto:
æ 1L ö
100 mL ´ ç
÷ = 0.1 L
è 1000 mL ø
Reemplazando en la ecuación de molaridad:
0.5 mol
= 5 mol/ L = 5 M
C=
0.1 L
En conclusión, hay 5 moles de NaOH por cada 1 L de disolución.
5.
Concentración molal o molalidad ( )
“Número de moles de un componente por cada 1000 g de disolvente puro”. Una disolución
acuosa 1 molal de KClO3 contiene 1 mol de KClO3 por cada 1000 g de agua (NO de disolución).
=
moles de soluto
kg de solvente
Ejemplo:
Se disuelven 30 g de nitrato de potasio (KNO3) en 500 g de agua. ¿Cuál es la concentración
molal de esta solución?
Se calcula el número de moles del soluto según:
m
n=
M
30 g
n=
= 0.3 mol
101.1 g/mol
El ejercicio nos entrega la masa en gramos y se necesita en kilogramos. Considerando que 1 kg
equivale a 1000 g tenemos que:
æ 1 kg ö
500 g ´ ç
÷ = 0.5 kg
è 1000 g ø
Calculando la molalidad:
=
0.3 mol
= 0.6 mol/kg = 0.6 molal
0.5 kg
Esto significa que existen 0.6 moles de KNO3 por cada kg de solvente.
6.
Fracción molar ()
“Relación entre el número de moles de un componente y el número total de moles de disolución”.
Una disolución de naftaleno cuya  = 0.2 en naftaleno contiene 0.2 moles de este compuesto por
cada mol de disolución.
A =
moles de solvente
moles de solución
B =
moles de soluto
moles de solución
Ejemplo:
Una disolución gaseosa contiene 2 g de He y 4 g de O2. ¿Cuáles son las fracciones molares de
He y O2 en la disolución?
Para calcular las fracciones molares del oxígeno y del helio es necesario conocer la cantidad de
moles:
Moles de He
m
n=
M
n=
2g
= 0.5 mol
4 g/mol
.
Moles de O2
m
n=
M
n=
4g
= 0.125 mol
32 g/mol
Moles de disolución
n disolución = n helio + n oxígeno
n disolución = 0.5 mol + 0.125 mol
n disolución = 0.625 mol
Por lo tanto, las fracciones molares de O2 y He son:
O2 =
moles de oxígeno
moles de solución
He =
moles de helio
moles de solución
O2 =
0.125 mol
0.625 mol
He =
0.5 mol
0.625 mol
O2 = 0.2 mol
7.
He = 0.8 mol
Partes por millón (ppm)
“Corresponde a la masa de un componente (mg) que hay contenidas en 1 L o 1 kg de disolución,
dependiendo si la muestra es líquida o sólida, respectivamente”. En este sentido, se puede
expresar como ppm m/m o ppm m/V. Si nos dicen que la concentración de ozono en el aire es de
4 ppm ello quiere decir que hay 4 g de dicho componente por cada 1 L de aire.
ppm =
mg
L de solución
ppm =
mg
kg de solución
Ejemplo:
Si una solución está compuesta por 20 gramos de sal en 4000 L de agua, ¿cuál será la
concentración en ppm?
En primer lugar, los 20 gramos se deben expresar en miligramos, por lo que debemos considerar
que 1 g equivalen a 1000 mg. Por lo tanto:
æ 1000 mg ö
20 g ´ ç
÷ = 20000 mg
è 1g ø
Teniendo la masa de soluto expresada en mg y el volumen expresado en L, calculamos la
concentración ppm.
ppm =
20000 mg
= 5 ppm
4000 L
Por lo tanto, la concentración de esta solución es 5 ppm, lo que quiere decir que por cada litro de
solución hay 5 mg de soluto.

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