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CONCENTRACION QUIMICA Solubilidad Cada sustancia tiene una solubilidad para un disolvente determinado. La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que puede mantenerse disuelto en una disolución, y depende de condiciones como la temperatura, presión, y otras sustancias disueltas o en suspensión. Cuando se alcanza la máxima cantidad de soluto en una disolución se dice que la disolución está saturada, y ya no se admitirá más soluto disuelto en ella. Si agregamos un poco de sal común a un vaso de agua, por ejemplo, y la agitamos con una cucharita, la sal se disolverá. Si continuamos agregando sal, habrá cada vez más concentración de ésta hasta que el agua ya no pueda disolver más sal por mucho que la agitemos. Entonces, la disolución estará saturada, y la sal que le agreguemos, en vez de disolverse se precipitará al fondo del vaso. Si calentamos el agua, ésta podrá disolver más sal (aumentará la solubilidad de la sal en el agua), y si la enfriamos, el agua tendrá menos capacidad para retener disuelta la sal, y el exceso se precipitará. Formas de expresar la concentración Los términos cuantitativos son cuando la concentración se expresa científicamente de una manera numérica muy exacta y precisa. Algunas de estas formas cuantitativas de medir la concentración son los porcentajes del soluto (como los usados en la introducción), la molaridad, la normalidad, y partes por millón, entre otras. Estas formas cuantitativas son las usadas tanto en la industria para la elaboración de productos como también en la investigación científica. Ejemplos

El alcohol comercial de uso doméstico, por ejemplo, generalmente no viene en una presentación pura (100% alcohol), sino que es una disolución de alcohol en agua en cierta proporción, donde el alcohol es el soluto (la sustancia que se disuelve) y el agua es el disolvente (la sustancia que disuelve el soluto). Cuando la etiqueta del envase dice que este alcohol está al 70% V/V (de concentración) significa que hay un 70% de alcohol, y el resto, el 30%, es agua. El jugo de naranja comercial suele tener una concentración de 60% V/V, lo que indica que el 60%, (el soluto), es jugo de

naranja, y el resto, el 40% (el disolvente), es agua. La tintura de iodo, que en una presentación comercial puede tener una concentración 5%, significa que hay un 5% de iodo, (el soluto), disuelto en un 95% de alcohol, (el disolvente).

Concentración en términos cualitativos La concentración de las disoluciones en términos cualitativos, también llamados empíricos, no toma en cuenta cuantitativamente (numéricamente) la cantidad exacta de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de su proporción la concentración se clasifica como sigue: Diluida o concentrada A menudo en el lenguaje informal, no técnico, la concentración se describe de una manera cualitativa, con el uso de adjetivos como "diluido" o "débil" para las disoluciones de concentración relativamente baja, y de otros como "concentrado" o "fuerte" para las disoluciones de concentración relativamente alta. En una mezcla, esos términos relacionan la cantidad de una sustancia con la intensidad observable de los efectos o propiedades, como el color, sabor, olor, viscosidad, conductividad eléctrica, etc, causados por esa sustancia. Por ejemplo, la concentración de un café puede determinarse por la intensidad de su color y sabor, la de una limonada por su sabor y olor, la del agua azucarada por su sabor. Una regla práctica es que cuanto más concentrada es una disolución cromática, generalmente más intensamente coloreada está. Dependiendo de la proporción de soluto con respecto al disolvente, una disolución puede estar diluida o concentrada: Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de soluto está en una pequeña proporción en un volumen determinado. Disolución concentrada: Es la que tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado. Las soluciones saturadas y sobresaturadas son altamente concentradas.

Insaturada, saturada y sobresaturada La concentración de una disolución puede clasificarse, en términos de la solubilidad. Dependiendo de si el soluto está disuelto en el disolvente en la

máxima cantidad posible, o menor, o mayor a esta cantidad, para una temperatura y presión dados: Disolución insaturada: Es la disolución que tiene una menor cantidad de soluto que el máximo que pudiera contener a una temperatura y presión determinadas. Disolución saturada: Es la que tiene la máxima cantidad de soluto que puede contener a una temperatura y presión determinadas. Una vez que la disolución está saturada ésta no disuelve más soluto. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el disolvente. Disolución sobresaturada: Es la que contiene un exceso de soluto a una temperatura y presión determinadas (tiene más soluto que el máximo permitido en una disolución saturada). Cuando se calienta una disolución saturada, se le puede disolver una mayor cantidad de soluto. Si esta disolución se enfría lentamente, puede mantener disuelto este soluto en exceso si no se le perturba. Sin embargo, la disolución sobresaturada es inestable, y con cualquier perturbación, como por ejemplo, un movimiento brusco, o golpes suaves en el recipiente que la contiene, el soluto en exceso inmediatamente se precipitará, quedando entonces como una solución saturada.

Concentración en términos cuantitativos Para usos científicos o técnicos, una apreciación cualitativa de la concentración casi nunca es suficiente, por lo tanto las medidas cuantitativas son necesarias para describir la concentración. A diferencia de las concentraciones expresadas de una manera cualitativa o empírica, las concentraciones expresadas en términos cuantitativos o valorativos toman en cuenta de una manera muy precisa las proporciones entre las cantidades de soluto y disolvente que se están utilizando en una disolución. Este tipo de clasificación de las concentraciones es muy utilizada en la industria, los procedimientos químicos, en la farmacia, la ciencia, etc, ya que en todos ellos es necesario mediciones muy precisas de las concentraciones de los productos. Hay un número de diferentes maneras de expresar la concentración cuantitativamente. Los más comunes son listados abajo. Se basan en la masa, el volumen, o ambos. Dependiendo en lo que están basados no es siempre trivial convertir una medida a la otra, porque el conocimiento de la densidad puedo ser necesario para hacer ello. Ocasionalmente esta

información puede no estar disponible, particularmente si la temperatura varía. En términos cuantitativos (o valorativos), la concentración de la disolución puede expresarse como: Porcentaje masa-masa (% m/m) Porcentaje volumen-volumen (% V/V) Porcentaje masa-volumen (% m/V) Molaridad Molalidad Formalidad Normalidad Fracción molar En concentraciones muy pequeñas: Partes por millón (PPM) Partes por billón (PPB) Partes por trillón (PPT) Otras: Densidad Nombres propios En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se emplean las unidades mol·m-3.

Disolución = soluto + disolvente Cuando trabajamos con masa-masa y volumen-volumen hay una relación sencilla entre la disolución, el soluto y el disolvente, y dados dos de estos valores, se puede calcular el tercero. La disolución es la suma del soluto más el disolvente: Disolución = soluto + disolvente Y despejando, soluto = Disolución - disolvente disolvente = Disolución - soluto

Esto es válido para cuando trabajamos con masas, o volúmenes en los casos de porcentaje masa-masa y porcentaje volumen-volumen, pero no para cuando trabajamos con porcentajes masa-volumen, puesto que el

soluto y el disolvente están representados con unidades diferentes (de masa y volumen respectivamente).

Regla de tres para calcular proporciones La regla de tres es frecuentemente usada para calcular concentraciones ya que hay una relación proporcional entre el soluto, el solvente y la disolución y entre los porcentajes de cada uno de ellos. La regla de tres se puede dar en tres casos: entre el soluto y el disolvente. entre el soluto y la disolución. entre el disolvente y la disolución. Hay que tomar en cuenta que el porcentaje de la disolución es siempre el 100%.

Concentración Estos vasos que contienen un tinte rojo, demuestran cambios c u a l i t a t i v o s e n l a concentración. Las soluciones a la izqu i e r d a e s t á n m á s d i l u í d a s , c o m p a r a d a s c o n l a s soluciones más concentradas de la derecha.La concentración es la magnitud fisico-química que nos permite conocer la proporciónentre el soluto y el disolvente en una disolución. En el SI se emplean las unidades mol·m -3 .C a d a s u s t a n c i a t i e n e u n a solubilidadq u e e s l a c a n t i d a d m á x i m a d e solutoq u e p u e d e mantenerse en disolución, y depende de condiciones como la temperatura, presión, y otrass u b s t a n c i a s d i s u e l t a s o e n s u s p e n s i ó n . E n química, para ex presar cuantitativamente la proporción entre un soluto y el disolvente en una disolución

se emplean distintas unidades: molaridad , normalidad , molalidad , formalidad , porcentaje en peso , porcentaje en volumen , fracción molar , partes por millón , partes por billón , partes por trillón , etc. También se p u e d e e x p r e s a r c u a l i t a t i v a m e n t e e m p l e a n d o t é r m i n o s como diluido , p a r a b a j a s concentraciones, o concentrado , para altas. Molaridad La molaridad ( M ), o concentración molar , es el número demolesde soluto por cadalitro de disolución. Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 1000 mL de disolución,se tiene una concentración de ese soluto de 0,5 M (0,5 molar). Para preparar una disoluciónde esta concentración habitualmente se disuelve primero el soluto en un volumen menor, p o r e j e m p l o 3 0 0 m L , y s e t r a s l a d a e s a d i s o l u c i ó n a u n matraz aforado, p a r a d e s p u é s enrasarlo con más disolvente hasta los 1000 mL.Es el método más común de expresar la concentración en química, sobre todo cuando setrabaja conreacciones químicasy relacionesestequiométricas. Sin embargo, este procesotiene el inconveniente de que el volumen cambia con la temperatura.Se representa también como: M = n / V, en donde

"n" son los moles de soluto y "V" es elvolumen de la disolución expresado en litros.

Molalidad La molalidad ( m ) e s e l n ú m e r o d e molesde soluto por kilogramode disolvente ( n o d e disolución ). Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea unmatraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en unvaso de precipitadosy pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderlerestar el correspondiente valor.L a p r i n c i p a l v e n t a j a d e e s t e m é t o d o d e m e d i d a r e s p e c t o a l a molaridade s q u e c o m o e l volumend e u n a d i s o l u c i ó n d e p e n d e d e l a temperaturay d e l a presión, c u a n d o é s t a s cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función delv o l u m e n , e s i n d e p e n d i e n t e d e la temperatura y la presión, y puede medirse con m a y o r precisión.Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante. Masa por volumen Se pueden usar también las mismas unidades que para m e d i r l a densidada u n q u e n o conviene confundir ambos conceptos. La densidad de la mezcla es la masa de la disolucióndividida por el volumen de ésta, mientras que la concentración en dichas unidades es lamasa de soluto dividida por el volumen de la disolución. Se suelen usar gramos por litro(g/l) y a veces se expresa como « % m/v ». Porcentaje en masa Se define como la masa de soluto (sustancia que se disuelve) por cada 100 unidades demasa de la disolución:Por ejemplo, si se disuelven 20 gramos de azúcar en 80 ml de agua, el porcentaje en masaserá: 100•20/(80+20)=20% o, para distinguirlo de otros porcentajes, 20% p/p (en inglés,w/w).

Porcentaje en volumen

Expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen de la disolución. Se sueleusar para mezclas líquidas o gaseosas, en las que el volumen es un parámetro importante atener en cuenta. Es decir, el porcentaje que representa el soluto en el volumen total de ladisolución. Suele expresarse simplificadamente como « % v/v ».Por ejemplo, si se tiene una disolución del 20% en volumen (20% v/v) de alcohol en aguaquiere decir que hay 20 ml de alcohol por cada 100 ml de disolución.La graduación alcohólica de las bebidas se expresa precisamente así: un vino de 12 grados(12°) tiene un 12% (v/v) de alcohol. Formalidad La formalidad ( F ) es el número de peso-fórmula-gramopor litrode disolución.F = nº PFG / volumen (litro disolución)El número de peso-fórmula-gramo tiene unidad de g / PFG. Normalidad [editar] La normalidad ( N ) es el número deequivalentes( n ) de soluto ( sto ) por litro de disolución( sc ). El número de equivalentes se calcula dividiendo la masa t o t a l p o r l a m a s a d e u n equivalente: n = m / m eq , o bien como el producto de la masa total y la c a n t i d a d d e equivalentes por mol, dividido por la masa molar: . Normalidad ácido-base Es la normalidad de una disolución cuando se la utiliza para una reacción comoácidoocomo base. Por esto suelentitularseutilizandoindicadores de pH.En este caso, los equivalentes pueden expresarse de la siguiente forma:

para un ácido, o para una base. Donde:

¿Qué es termodinámica en química? La termodinámica es la creación de energía mediante el movimiento no voluntario de las partículas que componen un cuerpo, ejercido por una fuerza externa. Este procedimiento genera calor, lo cual a través del tiempo, hemos aprovechado de esto para mejorar nuestra vida diaria con la creación de maquinas, artefactos y demás procesos en los cuales se rige la termodinámica en la química.

Calor y temperatura Podemos definir con nuestras propias palabas que el calor es aquella energía que desprende un cuerpo al generar movimiento o fricción, o eso creíamos hasta ahora pero en la química definen el calor de otra forma “Es la energía térmica que se transporta a dos sistemas distintos que no comparten las mismas temperaturas al entrar en contacto o estar cerca”.

La temperatura es una medida la cual le da un número específico a la energía cinética ejercida por los átomos o moléculas que posee un sistema. La energía enlazada a la química La química es la ciencia que estudia el comportamiento de las sustancias y sus distintos derivados o componentes al someterse a cambios es sus estados (solido, liquido y gaseoso). Al entrar en contacto con el calor algunas sustancias cambias sus componentes y pasan a ser otras propiedades, las cuales son las que estudia la química. Sistemas termodinámicos Se pueden comprender 3 tipos de sistemas termodinámicos: sistema abierto el cual se pueden intercambiar la energía bien sea generada o absorbida, sistema cerrado, solo puede entrar el calor a dicho sistema y el sistema aislado en que no permite que ninguna energía entra o salga, mas no se destruye. Para concluir la termodinámica juega un papel fundamental en la química ya que de ahí se componen muchas energías como la nuclear, eléctrica, mecánica, térmica y radiante. Las cuales son imprescindibles para nuestro día a día, de estos se dirigen algunos de los principios de los que se componen electrodomésticos o acciones que hacemos regularmente.