Conceptos Esenciales de Química: Concentración, Soluciones y Clasificación de la Materia

Conceptos Fundamentales de Concentración y Soluciones

Unidades de Concentración

Las unidades de concentración son expresiones que indican la cantidad de soluto presente en una determinada cantidad de disolvente o de solución.

PPM (Partes por Millón)

El número de miligramos (mg) por litro (L) de solución. Se calcula como: ppm = mg de soluto / L de solución.

Molaridad (M)

El número de moles de soluto en un litro (L) de disolución (mol/L). Se calcula como: M = moles de soluto / 1 L de disolución.

Molalidad (m)

El número de moles de soluto en un kilogramo (kg) de disolvente (mol/kg). Se calcula como: m = moles de soluto / 1 kg de disolvente.

Fracción Molar

La fracción molar de cualquier componente de una solución se calcula dividiendo el número de moles de cada uno de los componentes por el número total de moles de la solución.

• Fracción molar de soluto = moles de soluto / (moles de soluto + moles de disolvente)
• Fracción molar de disolvente = moles de disolvente / (moles de disolvente + moles de soluto)

Normalidad (N)

El número de equivalentes gramo contenidos en un litro (L) de disolución. Se calcula como: N = número de equivalentes gramo / 1 L de disolución.

Equivalente Químico (EQ)

El peso equivalente es igual a la masa atómica del elemento dividida entre su valencia. Se calcula como: EQ = A / Valencia.

EQ de un Ácido

Es igual al cociente de la masa molecular por el número de átomos de hidrógeno (H) que existen en la molécula. Se calcula como: EQ = A / Nº de H.

EQ de un Hidróxido o Base

Es igual al cociente del peso molecular por el número de grupos hidroxilo (OH) que existen en la molécula. Se calcula como: EQ = A / Nº OH.

EQ de una Sal

Es igual al cociente del peso molecular por el número de valencia total del anión o catión. Se calcula como: EQ = A / VT anión o catión.

Clasificación de la Materia

La materia se divide en sustancias puras y mezclas.

Sustancias Puras

Poseen composición definida e invariable y propiedades identificables. Se representan por símbolos o fórmulas.

Mezclas

Son la reunión de dos o más sustancias puras en cantidades variables y en cualquier proporción. Constan de una fase dispersante y una fase dispersa. No se forman enlaces químicos.

Mezclas Heterogéneas

Son sistemas de dos fases con límites de separación entre sus componentes.

• Suspensiones

  Son inestables. Sus componentes se separan espontáneamente por gravedad debido al tamaño de sus partículas, cuyo diámetro es > 1000 micras.

• Coloides

  Sus fases pueden separarse con el tiempo o por centrifugación moderada. El tamaño de las partículas disueltas oscila entre 10 y 100 micras.

Mezclas Homogéneas (Disoluciones)

Poseen una sola fase y son transparentes, debido a que el tamaño de sus partículas es semejante al de iones y moléculas pequeñas. Son estables y no se produce precipitación, incluso en la ultracentrífuga. Proporcionan el medio en el que se llevan a cabo gran parte de las reacciones químicas.

Disoluciones y Solubilidad

Componentes de una Disolución

Una disolución es una mezcla homogénea. Sus componentes principales son:

• Soluto: La sustancia que se disuelve.
• Disolvente: La sustancia en la que se disuelve el soluto.

Definición de Solubilidad

La solubilidad es la cantidad de soluto que se disuelve en una determinada cantidad de disolvente a una temperatura (Tº) definida.

Tipos de Solubilidad

La solubilidad puede clasificarse de forma:

• Solubilidad Cualitativa

  • Diluida: Contiene una pequeña cantidad de soluto.
  • Concentrada: Contiene una cantidad apreciable de soluto disuelto en una solución.
  • Saturada: Contiene la máxima cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de disolvente.
  • Sobresaturada: Bajo ciertas condiciones, la solución admite una mayor cantidad de soluto disuelto en ella. Sin embargo, ante cualquier perturbación, el exceso disuelto precipita y se establece una solución saturada.

• Solubilidad Cuantitativa

  Se expresa en términos de:

  • Cantidad de soluto
  • Cantidad de solución
  • Cantidad de disolvente