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Química (secundario y CBC)
Soluciones: % m/m, % m/V, molaridad y diluciones
En soluciones casi nadie falla por no saber dividir. Se falla porque no queda claro si el dato es masa de solución o de solvente, si el volumen es de solución o de agua, o cuándo hay que usar la densidad. Con tres o cuatro expresiones de concentración dando vueltas, es fácil mezclar todo y llegar a un número que no tiene sentido.
El tema
Para arrancar
Es uno de los temas con más peso en el primer parcial de Química del CBC y aparece también en la química del secundario, sobre todo en los últimos años. En clase lo trabajamos ordenando los datos en una tabla de soluto, solvente y solución, siempre con unidades, para que veas de dónde sale cada número.
Conceptos clave
Lo que tenés que entender
% m/m
Gramos de soluto cada 100 g de solución. Si te dan volumen de solución, necesitás la densidad para pasarlo a masa.
% m/V
Gramos de soluto cada 100 mL de solución. Es la que se usa en muchos productos de farmacia, como el suero fisiológico al 0,9 % m/V.
% V/V
Mililitros de soluto cada 100 mL de solución. Aparece sobre todo con líquidos, como el alcohol.
Molaridad
Moles de soluto por litro de solución. Se escribe M y es la que más se usa en el CBC.
Partes por millón
Miligramos de soluto por kilogramo de solución, o por litro en soluciones acuosas diluidas. Se usa para cantidades muy chicas, como contaminantes en agua.
Dilución
Al agregar solvente, los moles de soluto no cambian. Por eso se cumple C₁ × V₁ = C₂ × V₂.
Mezcla de soluciones
Se suman los moles de soluto de cada solución y se dividen por el volumen total, suponiendo volúmenes aditivos salvo que el problema diga otra cosa.
Paso a paso
Un ejercicio como los de la prueba
Resuelto como lo hacemos en clase: primero la idea, después la cuenta.
Ejercicio resuelto
Se disuelven 20 g de NaOH en agua hasta obtener 500 mL de solución, cuya densidad es 1,04 g/mL. a) Expresá la concentración en % m/V, % m/m y molaridad. b) Se toman 50 mL de esa solución y se diluyen con agua hasta 250 mL. ¿Cuál es la nueva molaridad? (Na 23, O 16, H 1)
- % m/V: 20 g en 500 mL equivale a 4 g en 100 mL, o sea 4 % m/V.
- Masa de solución: 500 mL × 1,04 g/mL = 520 g. % m/m: (20 g / 520 g) × 100 = 3,85 % m/m.
- Masa molar del NaOH: 23 + 16 + 1 = 40 g/mol. Moles: 20 g / 40 g/mol = 0,5 mol.
- Molaridad: 0,5 mol / 0,5 L = 1 M.
- Dilución: C₁ × V₁ = C₂ × V₂, entonces 1 M × 50 mL = C₂ × 250 mL.
- C₂ = 50 / 250 = 0,2 M.
Resultado La solución es 4 % m/V, 3,85 % m/m y 1 M. Después de la dilución queda 0,2 M.
Ojo con esto
Los errores típicos
- Usar el volumen de solución como si fuera masa en el % m/m, sin pasar por la densidad.
- Dividir los moles por el volumen de agua agregada en lugar del volumen total de solución.
- Dejar el volumen en mililitros al calcular molaridad.
- En diluciones, usar como V₂ solo el agua agregada en vez del volumen final.
- En mezclas, promediar las molaridades en lugar de sumar moles y dividir por el volumen total.
En clase
Cómo lo trabajamos con Gabriela
En clase te enseñamos a ordenar cada problema en tres columnas, soluto, solvente y solución, con masa, volumen y moles en cada una. Con esa tabla la densidad aparece sola cuando hace falta y no se confunde qué dato es de qué. Practicamos con ejercicios de pasaje entre unidades, diluciones y mezclas como los de la guía de tu cátedra o de tu profe, y repasamos los errores de unidades que más te cuestan.
¿Cuándo tengo que usar la densidad en soluciones?
Cada vez que necesitás pasar de volumen a masa o al revés. El caso típico es pasar de % m/V o molaridad a % m/m, porque una se refiere al volumen de solución y la otra a su masa. Fijate siempre si la densidad que te dan es de la solución o del solvente, porque no es lo mismo.
¿Qué diferencia hay entre molaridad y molalidad?
La molaridad es moles de soluto por litro de solución. La molalidad es moles de soluto por kilogramo de solvente. Los contenidos mínimos de Química del CBC piden molaridad y ppm; algunas cátedras agregan molalidad en su programa, así que revisá el tuyo.
¿Por qué en una dilución se mantienen los moles?
Porque solo agregás solvente: el soluto que había sigue estando, repartido en más volumen. Por eso los moles antes y después son iguales, y de ahí sale C₁ × V₁ = C₂ × V₂. Si en el problema se agrega más soluto o se mezclan dos soluciones, ya no alcanza con esa fórmula y tenés que sumar moles.
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