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Expresiones cuantitativas para definir la concentración de una solución:
Son aquellas en las que se indica exactamente las cantidades de soluto y disolvente. Pueden expresarse en unidades físicas (en general utilizando unidades de masa o volumen: gramos, litros,...) o bien en unidades químicas (moles o equivalentes químicos).
b) Concentración de soluciones expresada en unidades químicas:
Molaridad: Denotada con la letra M, se define como el número de moles de soluto por litros de solución.
M=(moles de soluto)/(litros de solución)=n´/V [=] mol/L
Normalidad: Denotada con la letra N, se define como el número de equivalentes de soluto por litro de solución.
N=(equivalentes de soluto)/(Litros de solución)=((gramos de soluto)/PE)/(L solución)
PE= PM/ valencia
Donde
PE: Es el Peso equivalente en equivalentes por gramo (eq/g)
PM: Peso molecular
N=(m´/((PM⁄valencia) ))/V [=] eq/L
m´= masa de soluto en gramos
Para determinar la valencia, en principio se debe tener en cuenta que tipo de sustancia se tiene, si es un ácido, base o sal.
Si fuese un ácido, cada mol liberará tantos equivalentes ácidos como H+ tenga:
Ejemplos:
HCl -> H+ + Cl- Entonces la valencia en este caso es 1.
HCl: 1 H+ / mol = 1equivalente / mol
H2SO4 -> 2H+ + SO4= Entonces la Valencia es 2
H2SO4: 2H+/mol = 2 equivalentes / mol
Si se tratara de una base, cada mol liberará tantos equivalentes como OH- tenga:
Ejemplos:
NaOH -> Na+ + OH- Entonces la valencia es 1
NaOH: 1 OH- / mol = 1 equivalente / mol
Ca(OH)2
Ca(OH)2 : 2 OH- / mol = 2 equivalentes / mol
Si fuese una sal, la cantidad de equivalentes por mol será igual a la carga total positiva o negativa. Es decir la carga del anión por el número de aniones o la del catión por el número de cationes.
Na2S -> 2Na+ + S=
Valencia= carga del Na ∙ número de Na=│+1│∙ 2 = 2
Valencia= Carga del S ∙ número de S=│-2│∙ 1= 2
Na2S : 1+ ∙ 2 = 2 (del sodio) = 2 equivalentes / mol
Na2S : 2- ∙ 1 = 2 (del azufre) = 2 equivalentes / mol
Molalidad: Denotada como m o M´, se define como el número de moles de soluto por masa de solvente en kilogramos
M´=(moles de soluto)/(Kg de solvente)
M´=(n´)/m_ste [=] moles/(Kg ste)
Adicionalmente podemos definir una relación entre las masas o moles de un compuesto X y la masa total de la solución, así pues:
Fracción molar: Denotada con la letra x, indica la relación entre los moles de un compuesto X y los moles totales de la solución.
Fracción molar de X=x=(moles de compuesto "X")/(Moles de solución)
Fracción en masa: Indica la relación entre la masa de un compuesto X y la masa de la solución total. Por ejemplo el porcentaje en masa (%m/m) indica la fracción en masa de soluto en la solución expresado como porcentaje.
Fracción en masa de X= (masa de "X")/(masa de solución)
Dilución:
Se realizan diluciones para preparar soluciones más diluidas a partir de soluciones concentradas.
Conocida la Concentración del compuesto a partir del cual se va a preparar la solución se aplica la siguiente una fórmula que relaciona la concentración de cada solución con su volumen.
V1 ∙ C1 = V2 ∙ C2
V1: Volumen de la solución más concentrada, necesario para preparar la más diluida.
V2: Volumen a preparar de solución diluida
C1: Concentración de la solución más concentrada.
C2: Concentración de la solución a preparar.
