Soluciones concentraciones

Prof. y Lic. José Lobo Gómez
LAS SOLUCIONES
Las disoluciones son mezclas homogéneas de 2 o más sustancias. En las soluciones la
sustancia que se encuentra en mayor proporción se denomina solvente o disolvente,
mientras que la otra u otras sustancias que se encuentran en menor proporción se
conoce como soluto.
Al hacer referencia a las soluciones, se piensa en una sustancia sólida que esta
disuelta en una liquida, como sal en agua. Sin embargo, tanto el soluto como el
disolvente pueden encontrarse en cualquier estado de agregación, observándose
deferentes tipos de soluciones:
Soluto Disolvente Ejemplo
Sólido Sólido Aleaciones( Bronce: Cobre en estaño)
Líquido Soluciones salinas
Líquido Líquido Bebidas alcoholicas
Sólido Amalgama ( mercurio en oro)
Gas Sólido CO2 en carbon
Líquido Soda ( CO2 en agua)
Gas Aire ( oxígeno, CO2 en N2)
CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIÓNES
Las propiedades de una disolución dependen de la naturaleza de sus componentes y
también de la proporción en la que éstos participan en la formación de la disolución. La
concentración de una disolución es la cantidad de soluto disuelta en una cantidad
unidad de disolvente o de disolución.
Existen diferentes formas dé expresar la concentración de una disolución. Las que se
emplean con mayor frecuencia suponen el comparar la cantidad de soluto con la
cantidad total de disolución, ya sea en términos de masas, ya sea en términos de masa
a volumen o incluso de volumen a volumen, si todos los componentes son líquidos. En
este grupo se incluyen las siguientes:
g/L %p/p %p/v Molaridad Normalidad
GRAMOS POR LITROS ( g/L)
Indica la masa en gramos disuelta en cada litro de disolución. Tiene la ventaja de ser
una concentración expresada en unidades directamente medibles para el tipo de
disoluciones más frecuentes en química (las de sólidos en líquidos). La balanza
expresa la medida de la masa de soluto en gramos y los recipientes de uso habitual en
química indican el volumen de líquido contenido en litros o en sus submúltiplos.
Su cálculo es, pues, inmediato:
g/l = n°de gramos de soluto/volumen de la disolución en litros
Problema Ejemplo
Se disuelven 0,5 g de cloruro de sodio en una determinada cantidad de agua, de tal
modo que resulten 300 cm³ de solución. Expresar la concentración de la solución en
gramos de soluto por litro de solución.

PORCENTAJE PESO/PESO (% p/p)
Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien gramos de disolución. Su
cálculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente:
% p/p = masa de soluto (g) . 100
masa de disolución (g)
siendo la masa de la disolución la suma de la del soluto y la del disolvente.
Para el estudio de ciertos fenómenos físico-químicos resulta de interés expresar la
concentración en términos de proporción de cantidad de soluto a cantidad de
disolvente.
Por ejemplo: Si se disuelven 5 gramos de sal común en 95 gramos de agua, se obtiene
una solución al 5 % p/p
Problemas
1 – Si a 25 gramos de agua se le agregan 5 gramos de sal común. Expresar la
concentración en % p/p
2 – Realice los cálculos para preparar 80 gramos de una solución salina al 5 % p/p
3 – Expresar la concentración en % p/p. La concentración de 20 gramos de una
solución acuosa que contiene 7 gramos de sal
4 -- ¿Cuántos gramos de solución de ácido clorhídrico al 35 % p/p se podrían prepara a
partir de HCl?
PORCENTAJE PESO/VOLUMEN (% p/v)
Expresa la cantidad de soluto por cada 100 ml de solución (volumen). Es muy usada en
soluciones de sólidos en líquidos.
% p/v = masa de soluto ( g) .100
volumen de disolución( ml)
Por ejemplo una solución de azúcar en agua al 8% p/v , es aquella que contiene 8
gramos de azúcar por cada 100 ml de solución
Problemas
1 – Calcula el % p/v de una solución con 18 g de sal disuelta en 250 ml de solución
2 – ¿Qué cantidad de solución salina al 25 % p/v hay que utilizar para que, al
evaporarla, se obtengan 10 gramos de sal sólida?
3 – La etiqueta de una botella de jugo de limón de 250 ml indica que, en ese volumen,
contiene 25 g de jugo natural. ¿Cual es su composición en % p/v?
4 --¿Cuántos g de sal se necesitan para preparar 2 Litros de solución al 15 % p/v?
5 -- Al hacer un análisis de sangre para glucosa en un paciente, se encuentra que una
muestra de 5 mL de sangre contiene 0.00812 g de glucosa. Calcular el porcentaje p/v
de la glucosa en la muestra de sangre.

PORCENTAJE VOLUMEN/VOLUMEN (% p/v)
Expresa el volumen de soluto en milílitros, que hay en 100 mL de solución
% v/v= ml (soluto) x 100
ml (solución)
Ejemplo: 300 ml de una cierta solución acuosa contienen 60 ml de etanol
(CH3CH2OH). Calcula el porcentaje volumen / volumen
MOLARIDAD
Es la forma más frecuente de expresar la concentración de las disoluciones en química.
Indica el número de moles de soluto disueltos por cada litro de disolución; se
representa por la letra M. Una disolución 1 M contendrá un mol de soluto por litro, una
0,5 M contendrá medio mol de soluto por litro, etc. El cálculo de la molaridad se efectúa
determinando primero el número de moles y dividiendo por el volumen total en litros:
Calculo:
m ( g de soluto)
M (mol/ L) = MM ( g/mol)
V (volumen de solución en L)
m = M x V x MM
Problemas
1 – Se preparan 5 Litros de solución con 10 moles de ácido sulfúrico. ¿Cuál es su
concentración molar?
2 – Se tienen 2 moles de NaCl para preparar una solución de 0,5 M. ¿Cuántos litros de
ella se pueden preparar?
3 – En 300 ml de una solución acuosa hay 58 g de Na2SO4 disueltos en 700 ml de
solución. Calcule su concentración molar
4 – ¿Cuántos g de ácido sulfúrico se necesitan para preparar 5 L de una solución 2 M?
5 – ¿Cuál es la molaridad de una solución de 9,5 g de MgCl2 en 250 ml de solución?
6 – ¿Cuál es la molaridad de una solución que contiene 1,6 g de NaOH en 250 ml de
solución?
NORMALIDAD
Expresa el número de equivalentes de soluto por litro de solución. La normalidad se
representa con la letra N.
El nº de equivalentes se obtiene dividiendo la masa del soluto por su peso equivalente:
Eq =. m .
Peq
El peso Equivalente se obtiene dividiendo la masa molecular por la valencia que actua:

Peq =. MM .
n
n depende si se trata de un ácido, hidróxido o sal:
* Ácido: Es el nº de hidrógenos disociados.
HCl H+
+ Cl-
Peq = 36 g/mol
1 eq/mol
H2SO4 2 H+
+ SO4
2-
Peq = 98 g/mol .
2 eq/mol
* Hidróxido: Es el nº de grupos oxhidrilos disociados
NaOH Na+
+ OH-
Peq = . 40 g/mol .
1eq/mol
Fe (OH)3 Fe+3
+ 3 OH-
Peq = . 78 g/mol .
3 eq/mol
* Sal: Es el nº cationes que libera por su carga.
Na2CO3 2 Na+
+ CO3
2-
Peq = 106 g/mol .
2 eq/mol
Al 2 (SO4)3 2 Al3+
+ 3 SO4
2-
Peq = 342 g/mol .
6 eq/mol
Resumiendo:
m .
N = Peq .
V
m = N x V x Peq
Problemas
1 – Se desean preparar 250 cm3
de una solución 0,5 N de hidróxido ferrico. Calcular los
gramos empleados
2 – En 2 L de solución de hidróxido de calcio se hallan disueltos 37 g de hidróxido.
Hallar la normalidad de esta solución.
3 – Hallar la normalidad de una solución que contiene 4,9 g de ácido sulfúrico en 500
ml de solución.

4 – Se disuelven 0,5 g de cloruro de sodio en una cantidad de agua de tal modo que
resultan 200 ml de solución. Expresar la concentración normal.
5 -- ¿Cuántos g de CaCl2 se necesitan para preparar 1 L de solución 0,1 N?
DILUCIONES
Se puede calcular la concentración de una solución cuando se debe diluir desde un
volumen V1 de concentración conocida N1, hasta un volumen V2 de normalidad N2.
N1 x V1 = N2 x V2
Se desea preparar 500 cm³ de solución 0,2 N de un ácido, partiendo de una solución
0,5 N del mismo. Calcular el volumen de solución que se necesita.
Respuesta: 200 cm³
Problemas de Integración
1 – Se prepara una solución con 21,3 g de nitrato de aluminio en 0,5 L de solución.
Expresar las siguientes concentraciones:
a) g/L
b) % p/v
c) La molaridad
d) La normalidad
2 – Se disuelven 5 g de Carbonato de Sodio en agua hasta completar 250 cm3
de
solución. Calcular:
a) % p/v
b) Molaridad
c) Normalidad
3 – Se tiene 500 ml de una solución de cloruro de sodio al 2 % p/v. Calcular:
a) la masa del soluto
b) Molaridad
c) Normalidad
4 – En 500 ml de una solución acuosa hay 58 g de sulfato de sodio disueltos.
Calcular: a) % p/v
b) Molaridad
c) Normalidad

CALCULO DE CONCENTRACIONES CON DENSIDAD
Se mezclan 5,00 g HCI con 35,00 g de agua, formándose una disolución cuya densidad
es de 1,060 g/cm³. Calcular:
a) % p/p.
b) La concentración en gramos por litro.
c) La Molaridad
Desarrollo:
a) % p/p: Se trata de calcular el número de gramos de soluto por cada cien gramos de
disolución, es decir:
% p/p = g de HCl.100/(g de HCl + g de H2O) = 5,00.100/(5,00 + 35,00) =
= 12,5 % de HCl
b) g/l: Puesto que los datos están referidos a masas y no a volúmenes, es necesario
recurrir al valor de la densidad y proceder del siguiente modo:
1. Se calcula la masa de un litro de disolución:
masa =volumen.densidad = 1000 cm³.1,060 g/cm³ = 1 060 g
2. A partir del valor del tanto por ciento en peso se determina la masa en
gramos del soluto contenida en la disolución:
masa de HCl = 12,5.1060 g/100 = 132,5 g
La cantidad resultante representa la concentración en gramos de soluto
(HCI) por litro de disolución.
c) Molaridad: molaridad = (g de soluto /g/mol )/ V de solución ( L) =
Sustituyendo resulta:
M = (132,5 g /36,47 g /mol de HCl) / 1 L = 3,63 M
PROBLEMAS CON DENSIDAD
1) Hallar la normalidad de una solución de H2SO4 de 98 % P/P y densidad 1,84 g/cm³.
Respuesta: 36,8
2) ¿Qué volumen de solución 0,1 N de KOH se necesitan tomar para tener 2,8 g de
base?. Respuesta: 500 cm³
3) Una solución acuosa de ácido sulfúrico al 11 % P/P tiene una densidad de 1,08
g/cm³. Expresar su concentración en:
a. % p/v.
b. Molaridad. R: 1,21 M
c. Normalidad. R: 2,42 N
4) Una solución acuosa de ácido sulfúrico con 20 % p/p tiene una densidad de 1,14
g/ml. Calcular la molaridad y la normalidad
5) Una solución de acido carbonico H2CO3 al 7% p/p tiene una densidad de 1,06 g/ml.
Calcular: a) Molaridad b) Normalidad.
6) Calcular la Molaridad de una solución de acido nítrico HNO3 al 68,1 % p/p y de
densidad 1,405 g/ml. Resp: 15,19 M

7) La concentración de una solución es de 20 % m/v y su densidad 1,1 gr/cm3
. Calcular
su concentración en % p/p. Rta: 21,4 % p/p.
8) El acido ascórbico (vitamina C) es una vitamina soluble en agua. Una solución que
contiene 80,5 g de acido ascórbico (C6H8O6) disueltos en 210 g de agua tiene una
densidad de 1,22 g/ml. Calcular: a) % p/p b) Molaridad.
9) El suero fisiológico es una disolución de NaCl en agua al 0,90 %, cuya densidad es
1,005 g/ml. Calcular la M
El ácido nítrico concentrado comercial contiene 65% m/m y su densidad es 1,4 g/mL.
Calcular: %p/v, M y N. Rta: 91.01%p/v, 14.42 M y 14.42 N.
Molaridad y Osmolaridad
La concentración de una solución depende de la cantidad de soluto que se tiene en la
solución, para referirse al número de partículas de soluto en la solución se emplea otro
término llamado osmolaridad.
La osmolaridad se define como el número de moles de partículas (iones o moléculas)
por litro de solución, esto se expresa como osm/L. Por ejemplo una solución 1 osm/L es
aquella que contiene 1 mol de soluto por litro de solución.
Por ejemplo si se tiene una solución de 1 mol/L de NaCl, como este compuesto se
disocia en dos iones (Na y Cl) en la solución habrá un total 2 moles, por lo que su
concentraron en osmoles será de 2 osm/L. Pero para una molécula que no se disocia
como la glucosa una solución 1 mol/L de la misma sera tambien de 1 osm/L.
Como la concentración de los líquidos corporales es pequeño se suele emplear el
termino miliosmol/L (1/1000 osmol/L).
Los líquidos corporales tiene una concentración de 300 mosmol/L, una solución que
tenga una osmolaridad similar se le llama isoosmótica, por ejemplo la solución
fisiológica de NaCl al 0,9% es isoosmótica con los líquidos corporales.
Difusión y Osmosis
La difusión se define como el lento movimiento de moléculas individuales de una
región de mayor concentración a una de menor concentración. En el proceso de
difusión las moléculas tienen a alcanzar una distribución homogénea en todo el espacio
que les es accesible, lo que se alcanza al cabo de cierto tiempo.
En Biología es especialmente importante el fenómeno de difusión a través de
membranas, ya que la presencia de las membranas biológicas condiciona el paso de
disolvente y solutos en las estructuras celulares.
La presencia de una membrana separando dos medios diferentes impone ciertas
restricciones al proceso de difusión de solutos, que dependerán fundamentalmente de
la relación entre el diámetro de los poros de la membrana y el tamaño de las partículas
disueltas.
La ósmosis es una forma especial de difusión, en la que el solvente agua se mueve a
través de una membrana semipermeable, de una zona de potencial hídrico alto a una
zona de potencial hídrico bajo.
Supongamos que tenemos dos soluciones de de sal común de diferente concentración
separadas por una membrana semipermeable para que las dos soluciones no se
mezclen. Al cabo de cierto tiempo se observa que la membrana semipermeable permite
el paso del agua pero no de la sal.

El agua tiende a atravesar la membrana, pasando de la disolución más diluida (mayor
potencial hídrico) a la más concentrada (menor potencial hídrico), o sea, en el sentido
de igualar las concentraciones.
PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES
La presencia de moléculas de soluto en el seno de un disolvente altera las propiedades
de éste. Así, el punto de fusión y el de ebullición del disolvente cambian; su densidad
aumenta, su comportamiento químico se modifica y, en ocasiones, también su color.
Algunas de estas propiedades de las disoluciones no dependen de la naturaleza del
soluto, sino únicamente de la concentración de la disolución, y reciben el nombre de
propiedades coligativas.
Propiedades coligativas
Entre las propiedades coligativas de las disoluciones se encuentra el aumento del
punto de ebullición (aumento ebulloscópico) y la disminución del punto de congelación
(descenso crioscópico) con respecto a los valores propios del disolvente puro.
Este aumento del rango de temperaturas correspondiente al estado líquido, fue descrito
por el físico-químico francés Raoult (1830-1901), quien estableció que las variaciones
observadas en los puntos de ebullición y de congelación de una disolución eran
directamente proporcionales al cociente entre el número de moléculas del soluto y el
número de moléculas del disolvente, o lo que es lo mismo.
Las propiedades coligativas son las propiedades físicas que presentan las soluciones, y
que dependen del número de partículas de soluto en una cantidad de disolventes. Ellas
son:
a) Disminución de la Presión del Vapor
b) Ascenso Ebulloscópico
c) Descenso Crioscópico o Disminución del Punto de Fusión.
d) Osmosis.

Disminución de la presión de vapor
En la evaporación las moléculas de un líquido pasan a la fase gaseosa. Si el recipiente
esta cerrado las moléculas del vapor chocan contra la fase líquida y ejercen una fuerza
que se denomina presión de vapor.
La presión de vapor del líquido puro disminuye si agregamos al líquido un soluto
Ascenso ebulloscópico
La temperatura de ebullición de un líquido es aquélla a la cual su presión de vapor
iguala a la atmosférica.
Al añadir un soluto no volátil en un disolvente para formar una solución, se observa un
aumento en la temperatura de ebullición. Por ejemplo, a nivel del mar, el agua pura
hierve a 100ºC, pero si agregamos sal, la solución resultante hierve a mayor
temperatura. Así, a presión normal, una solución de sal común al 20 % p/v hierve a
102,2 ºC.
Descenso crioscópico
La temperatura de congelación de las disoluciones es más baja que la temperatura de
congelación del disolvente puro. Por ejemplo una solución al 30% p7v de sal común
congela a – 9ºC, temperatura mas baja que el 0ºC, a la que congela el agua pura. Esta
propiedad se denomina descenso crioscópico.
En las regiones donde nieva, se acostumbre volcar sal en los caminos con nieve,
aprovechando el descenso crioscópico. De esta manera se reduce la formación de
hielo disminuyendo los riesgos de accidentes.
Presión osmótica
La presión osmótica es la propiedad coligativa más importante por sus aplicaciones
biológicas.
La ósmosis (del griego: empujar), es el pasaje espontáneo del disolvente de una
solución a una más concentrada; cuando ambas soluciones se encuentran separados
por una membrana semipermeable pura.
La presión mínima que hay que aplicar a una solución que esta separada del solvente
por una membrana semipermeable para evitar el flujo del disolvente.

Hay, por tanto, una presión de fluido que se ejerce del disolvente hacia la disolución y
que recibe el nombre de presión osmótica. La presión osmótica, π, de una disolución
depende de su concentración y se atiene a una ley semejante a la de los gases
perfectos. Dicha ley fue establecida por Van't Hoff en 1897 y se expresa en la forma:
π V = n R T o lo que es lo mismo: π = n.R.T/V = M.R.T
Siendo M la concentración molar, R la constante de los gases y T la temperatura
absoluta de la disolución.
Si comparamos la presión osmótica de dos disoluciones podemos definir tres tipos de
disoluciones:
Soluciones isotónicas son aquéllas que manifiestan la misma presión osmótica que la
disolución de referencia
Soluciones hipotónicas son aquéllas que manifiestan menor presión osmótica que la
Soluciones hipertónicas son aquéllas que manifiestan mayor presión osmótica que la
La membrana del eritrocito puede considerarse como una membrana
semipermeable, que permite el paso del agua, pero no de las sales. En un medio
isotónico (de igual presión osmótica), el eritrocito permanece inalterable. Si el eritrocito
se introduce en agua destilada o en un medio hipotónico el agua atravesará la
membrana hacia el citoplasma, con lo que aumenta el volumen celular, distendiendo la
membrana hasta que llega un punto en que ésta se rompe. Este fenómeno se conoce
con el nombre de hemólisis. Si el eritrocito se pone en un medio hipertónico (de
mayor presión osmótica), el agua sale del eritrocito hacia el exterior, con lo cual su
volumen disminuye, y la membrana se retrae, de forma que ofrece al microscopio un
aspecto estrellado.

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