disoluciones quimicas

1. SEMESTRAL
CURSO
QUÍMICA
SEMANA 12
DISOLUCIONES
ACUOSAS

2. Ceftriaxona en polvo para combatir infecciones
Figura 1. Modelo de barras y esferas de la molécula de la ceftriaxona. En gris, los átomos de carbono; en blanco, los de hidrógeno; en azul, los de
oxígeno; en azul, los de nitrógeno; y en amarillo, los de azufre.
Imagen de Vladivostok, M. (2013), disponible en: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ceftriaxone_ball-and-stick.png
¿Por qué la ceftriaxona debe ser disuelta para su administración?
¿Cuál es el procedimiento para preparar disoluciones a partir del soluto sólido?

3. Resultados de aprendizaje
• Conoce la clasificación de una disolución como ácida o básica, así
como la escala del pH.
• Aplica las unidades de concentración para calcular la cantidad de los
componentes de una disolución acuosa en masa, volumen o moles.
• Aplica las unidades de concentración en procesos de dilución.

4. Las disoluciones están formadas por un solvente (el componente
que por lo general se encuentra en mayor cantidad) y los solutos.
(Timberlake y Timberlake, 2008, p. 377)
CARACTERÍSTICAS
DE LAS
SOLUCIONES
Son mezclas homogéneas de
dos o más componentes
El tamaño de las partículas
dispersas es menor a 1nm
No se pueden separar de las
partículas del solvente por
métodos físicos (ej. Filtración)
Las partículas dispersas no
sedimentan por acción de la
gravedad
El solvente determina el estado
físico de la solución
Se denomina disoluciones
acuosas a aquellas en las que
el solvente es el agua.

5. Ejemplos de disoluciones
Agua oxigenada Agua dura Ácido muriático Gasolina Aire
Bebida gaseosa Cerveza Bronce Latón Vinagre
Amalgama Agua potable Pisco Gas natural Acero
Algunos productos comerciales comunes que se
venden como soluciones son los enjuagues
bucales, los blanqueadores, limpiadores de vidrios,
las fragancias, los limpiadores de lentes de
contacto.
(Burns, 2011, p. 480)

6. Las disoluciones se pueden clasificar en ácidos y bases de
acuerdo a su pH.
El pH de una solución se define como el logaritmo negativo de la concentración de
iones hidrógeno en mol/L.
A partir del valor del pH se puede clasificar a una solución como ácida, básica o neutra.

7. Muchos ácidos y bases son sustancias industriales y domésticas,
incluso algunos son importantes fluidos biológicos.
Ácido gástrico - HCl (Chang y
Overby, 2019, p. 668)
Alka-Seltzer – ácido cítrico,
bbicarbonato de sodio y
aspirina (Chang y Overby,
2019, p. 669)
Mylanta - antiácido Andrews - antiácido
¿Qué otros ácidos y bases conoces?

8. Lectura – Ácidos y bases
En el aula virtual encontrará el documento Lectura – Ácidos y Bases.
Contiene información relevante para los objetivos de la semana y que
será objeto de evaluación (evaluaciones diarias, simulacros o exámenes
parciales).
Lee su contenido detenidamente y toma los apuntes que consideres
pertinentes.
Finalmente, dirígete al Control de lectura – Ácidos y Bases y responde
las preguntas. Cuentas solo con dos intentos.

9. De acuerdo con la proporción de soluto/solución o
soluto/solvente se puede obtener la concentración de la solución.
3 % H2O2
La concentración no depende de la cantidad de solución, por tanto, es una
propiedad intensiva.

10. 𝐶𝐶𝑎2+ = 90 mg/L = 90 ppm
𝐶𝑀𝑔2+ = 11 mg/L = 11 ppm
𝐶𝑁𝑎+ = 32 mg/L = 32 ppm
𝐶𝐾+ = 6 mg/L = 6 ppm
𝐶 =
𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
La concentración se puede expresar en diferentes unidades.

11. 1. Porcentaje en masa (%m, %m/m)
Indica cuántos gramos de soluto están presentes en 100 g de disolución.
% 𝑚𝑠𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑚𝑠𝑜𝑙
× 100%
𝑚𝑠𝑡𝑜: masa del soluto
𝑚𝑠𝑡𝑒: masa del solvente
𝑚𝑠𝑜𝑙: masa de la solución
𝑚𝑠𝑜𝑙 = 𝑚𝑠𝑡𝑜 + 𝑚𝑠𝑡𝑒
Las unidades físicas de concentración consideran las cantidades
de los componentes, mas no sus identidades químicas.

12. 𝑉𝑠𝑡𝑜: volumen del soluto
𝑉𝑠𝑡𝑒: volumen del solvente
𝑉𝑠𝑜𝑙: volumen de la solución
𝑉𝑠𝑜𝑙 = 𝑉𝑠𝑡𝑜 + 𝑉𝑠𝑡𝑒
% 𝑉𝑠𝑡𝑜 =
𝑉𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
× 100%
2. Porcentaje en volumen (%V, %V/V)
Indica cuántos mL de soluto están presentes en 100 mL de disolución.
Las unidades físicas de concentración consideran las cantidades
de los componentes, mas no sus identidades químicas.

13. % (
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉
) =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
× 100%
3. Porcentaje en masa-volumen (%m/V)
Indica cuántos gramos de soluto están presentes en 100 mL de disolución.
Las unidades físicas de concentración consideran las cantidades
de los componentes, mas no sus identidades químicas.
ρ𝑠𝑜𝑙 =
𝑚𝑠𝑜𝑙
𝑉𝑠𝑜𝑙
ρ𝑠𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑡𝑜
ρ𝑠𝑡𝑒 =
𝑚𝑠𝑡𝑒
𝑉𝑠𝑡𝑒
La densidad permite relacionar la masa y el volumen de una disolución, así como las de sus
componentes.
¡La densidad no es una unidad de concentración, dado que no
expresa la proporción soluto/solución o soluto/solvente!

14. % (
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉
) =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
× 100%
% 𝑉𝑠𝑡𝑜 =
𝑉𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
× 100%
% 𝑚𝑠𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑚𝑠𝑜𝑙
× 100%
La cerveza es una mezcla de varios ingredientes como
agua, malta, levadura, alcohol etílico y otras sustancias.
¿Qué volumen total de cerveza tiene una lata de 5° (5%
en volumen) que contiene 17,25 mL de alcohol etílico?
A. 345,0 mL
B. 86,25 mL
C. 50,00 mL
D. 0,29 mL
E. 172,5 mL
Ejercicio 4 - Taller

15. % (
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉
) =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
× 100%
% 𝑉𝑠𝑡𝑜 =
𝑉𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
× 100%
% 𝑚𝑠𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑚𝑠𝑜𝑙
× 100%
La sacarosa es un endulzante ampliamente utilizado en
la industria alimenticia. Si se prepara una solución de
sacarosa (C12H22O11) pesando 18,5 g y disolviéndolo en
0,200 kg de agua, determine el porcentaje en masa de
sacarosa en esta solución.
A. 8,47%
B. 11,8%
C. 21,9%
D. 18,5%
E. 3,70%
Ejercicio

16. Las unidades químicas de concentración toman en consideración
la identidad química del soluto.
Molaridad M (mol/L)
Indica cuántos moles de soluto están presentes en un litro de disolución.
𝑛𝑠𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑡𝑜
ഥ
𝑀𝑠𝑡𝑜
𝑀 =
𝑛𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
𝑀: molaridad (mol/L)
𝑛𝑠𝑡𝑜: número de moles del soluto (mol)
𝑉𝑠𝑜𝑙: volumen de la solución (L)
𝑚𝑠𝑡𝑜: masa del soluto (g)
ഥ
𝑀𝑠𝑡𝑜: masa molar del soluto (g/mol)

17. En un gabinete de un laboratorio de química hay una
botella con el rótulo «hidróxido de sodio 2,50 M». Si se
extraen 40,0 mL de esta botella, ¿cuántos gramos de
hidróxido de sodio están contenidos en esta porción?
Masas atómicas (u): Na = 23, O = 16.
A. 2,50 g
B. 4,00 g
C. 3,75 g
D. 1,25 g
E. 2,00 g
Ejercicio
𝑛𝑠𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑡𝑜
ഥ
𝑀𝑠𝑡𝑜
𝑀 =
𝑛𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙

18. Se puede expresar la concentración de una misma disolución en
distintas unidades de concentración.
Es importante recordar que la concentración no depende de las cantidades
de los componentes, sino de su proporción. Una estrategia es, entonces,
asumir cantidades convenientes.
¿Cuál es el porcentaje en masa de cloruro de calcio en una disolución al
20% en masa/volumen? La densidad de la disolución es 1,10 g/mL.

19. ¿Cuál es la molaridad de una disolución de glucosa
(C6H12O6), cuya concentración es 55,0% m/V? Masa molar de
la glucosa = 180 g/mol
A. 1,8 M
B. 5,5 M
C. 2,0 M
D. 3,1 M
E. 4,3 M
Ejercicio
𝑛𝑠𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑡𝑜
ഥ
𝑀𝑠𝑡𝑜
𝑀 =
𝑛𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
% (
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉
) =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
× 100%

20. 𝑀 =
10 × %𝑚𝑠𝑡𝑜 × 𝜌𝑠𝑜𝑙
ഥ
𝑀𝑠𝑡𝑜
𝑀: molaridad (mol/L)
%𝑚𝑠𝑡𝑜: porcentaje en masa
ρ𝑠𝑜𝑙: densidad de la solución(g/mL)
ഥ
𝑀𝑠𝑡𝑜: masa molar del soluto (g/mol)
Se puede calcular rápidamente la molaridad de una disolución a
partir del porcentaje en masa del soluto y viceversa.

21. Solución inicial
(concentrada)
Solvente
Solución final
(diluida)
(Chang y Overby, 2019, p. 149)
La cantidad del soluto se mantiene constante.
La dilución es el proceso físico en que se agrega más solvente a
una disolución con el objetivo de disminuir la concentración
inicial.

22. %𝑚𝑠𝑡𝑜1 × 𝑚𝑠𝑜𝑙1
100%
=
%𝑚𝑠𝑡𝑜2 × 𝑚𝑠𝑜𝑙2
100%
𝑚 𝑠𝑡𝑜1 = 𝑚 𝑠𝑡𝑜2 % 𝑚𝑠𝑡𝑜 =
𝑚𝑠𝑡𝑜
𝑚𝑠𝑜𝑙
× 100%
%𝑚𝑠𝑡𝑜1 × 𝑚𝑠𝑜𝑙1 = %𝑚𝑠𝑡𝑜2 × 𝑚𝑠𝑜𝑙2
También:
𝑛 𝑠𝑡𝑜1 = 𝑛 𝑠𝑡𝑜2
𝑀 =
𝑛𝑠𝑡𝑜
𝑉𝑠𝑜𝑙
𝑀1 × 𝑉𝑠𝑜𝑙1 = 𝑀2 × 𝑉𝑠𝑜𝑙2
En el proceso de dilución, la cantidad del soluto se mantiene
constante.

23. En un matraz aforado de 250,0 mL se vierte 50,0
mL de una solución de ácido clorhídrico 6,0 M y
luego se le agrega agua hasta la marca de aforo.
Determine la molaridad de la solución preparada.
A. 1,0 M
B. 5,0 M
C. 1,3 M
D. 1,5 M
E. 1,2 M
Ejercicio %𝑚𝑠𝑡𝑜1 × 𝑚𝑠𝑜𝑙1 = %𝑚𝑠𝑡𝑜2 × 𝑚𝑠𝑜𝑙2
𝑀1 × 𝑉𝑠𝑜𝑙1 = 𝑀2 × 𝑉𝑠𝑜𝑙2

24. Se tiene un recipiente con 3,5 L de una
disolución acuosa de Na2CO3 1,25 M. Si se
desea preparar 200 mL de una disolución de
Na2CO3 0,4 M, ¿qué volumen (en mL) de la
solución concentrada debe ser diluido con agua?
A. 64 mL
B. 75 mL
C. 125 mL
D. 37,5 mL
E. 100 mL
Ejercicio %𝑚𝑠𝑡𝑜1 × 𝑚𝑠𝑜𝑙1 = %𝑚𝑠𝑡𝑜2 × 𝑚𝑠𝑜𝑙2
𝑀1 × 𝑉𝑠𝑜𝑙1 = 𝑀2 × 𝑉𝑠𝑜𝑙2

25. Taller
En el aula virtual encontrarás un archivo denominado “Taller – Semana 12”. Contiene actividades
para desarrollar así como ejercicios de opción múltiple.
El docente formará seis grupos de trabajo (breakout rooms). Cada estudiante debe aceptar la
invitación, dirigirse a la sala de trabajo asignada e ingresar al enlace de la pizarra digital.
El docente determinará las actividades a realizar en la sesión. Los integrantes de un grupo podrán
apoyarse para la resolución de las actividades y ejercicio: durante este tiempo inicial no habrá
mayor apoyo del docente.
Al regresar a la sala, el docente designará a estudiantes para que presenten la resolución de
alguna actividad, resolverá los ejercicios y las dudas que sean planteadas.

26. Cierre de la semana
¿Cuál es el procedimiento para preparar disoluciones a partir del soluto sólido?
¿En qué momento sentiste que aprendiste? ¿Qué actividad estabas realizando?
Figura 1. Modelo de barras y esferas de la molécula de la ceftriaxona. En gris, los átomos de carbono; en blanco, los de hidrógeno; en azul, los de
oxígeno; en azul, los de nitrógeno; y en amarillo, los de azufre.
Imagen de Vladivostok, M. (2013), disponible en: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ceftriaxone_ball-and-stick.png

27. Referencias
Burns, R. (2011). Fundamentos de Química (Trad. H. Escalona y García; 5.a ed.). Pearson
Educación de México. (Trabajo original publicado en 2002).
Chang, R. y Overby, J. (2019). Chemistry (13.a ed.). McGraw-Hill Educations.
Timberlake, K. C. y Timberlake, W. (2008). Química (Trad. V. Campos Olguín). Pearson
Educación de México. (Trabajo original publicado en 2008).
Zumdahl, S. y DeCoste, D. (2012). Principios de Química. (Trad. J. Hernández Lanto; 7.a
ed.). Cengage learning Editores, S. A. (Trabajo original publicado en 2011).