Química/Cálculos de concentración y preparación de soluciones
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El concepto de concentración se refiere a la composición de una solución o, secundariamente, de una mezcla homogénea (por ejemplo, una aleación de metales). Una solución (o disolución) es una mezcla cuyos componentes forman una sóla fase. Se reconocen dos tipos de componentes: el solvente es el componente predominante en una solución y un soluto es un componente que se encuentra en menor cantidad. Por concentración se entiende la cantidad de soluto contenida en una cantidad del solvente o de la disolución. Los criterios para expresar cuantitativamente una concentración son, principalmente, masa, volumen y cantidad de materia (moles).
En el análisis químico son de particular importancia las "unidades" de concentración, y en particular dos de ellas: la molaridad y la normalidad.
La molaridad expresa la concentración como los moles de soluto en un litro de solución. Se expresa como M:
M = (moles de soluto)/(Litro de solución)
Un concepto parecido a la molaridad y que no debe confundirse con ella es la molalidad (m), que expresa la concentración como los moles de soluto por kilogramo de solvente:
m = (moles de soluto)/(kilogramo de solvente)
La molalidad tiene la ventaja de no variar con la temperatura contrariamente a lo que pasa con la molaridad o cualquier otra expresion que incluya un volumen de liquido o gas, en estos casos, al con la variacion de temperatura el volumen puede aumentar o disminuir lo que lleva a una disminucion o aumento de la concentracion.
La normalidad está fundada en un concepto especial de la química analítica, el número de pesos equivalentes. Éstos indican la cantidad exacta de un reactivo que reacciona completamente con una cantidad de otro. Se dice, pues, que el primer reactivo es equivalente al segundo cuando sus respectivos números de pesos equivalentes son iguales. Enseguida la definición de número de pesos equivalentes:
número de pesos equivalentes =(masa de reactivo en gramos)/(peso equivalente del reactivo)
La definición de peso equivalente:
peso equivalente=(masa molecular del reactivo)/(número de equivalencia)
El número de equivalencia es la proporción del reactivo con que se hará reaccionar el reactivo en cuestión. La normalidad (N), entonces, es el número de pesos equivalentes de soluto contenidos en un litro de solución:
N=(número de pesos equivalentes)/(Litro de solución)
Al darse la concentración en Normalidad debe especificarse la reacción, ya que el número de equivalencia depende de ésta. Por lo tanto, la normalidad de una solución depende de la reacción para la cual está indicada y puede variar de una reacción a otra.
[editar] Otras medidas de concentración
Existen otras formas de especificar la concentración de una solución: El porcentaje peso en peso (p/p o m/m) indica la masa de soluto por masa de solución. Así, una solucion 15% m/m tendrá 15 gramos (o kilos, etc.) de soluto en cada 100 gramos (o kilos, etc) de solución. Si se desea convertir los gramos de solución a ml, se deberá conocer la densidad de la solución.
El porcentaje peso en volumen (p/v o m/v) indica la masa de soluto por unidad de volumen; así una solucion 15% m/v tendrá 15 gramos de soluto en cada 100 ml de solución. El porcentaje volumen en volumen (v/v) da cuenta del volumen de soluto por volumen de solución; así en una solucion 15% v/v se tendrán 15 ml de soluto en cada 100 ml de solución.
