Soluciones
RAMÓN MONREAL VERA ROMERO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
PLANTEL ORIENTE
UNAM
MÉXICO NOVIEMBRE DEL 2013
SOLUCIONES
Definición y
Solución o Disolución
 Una solución (o disolución) es una

mezcla
de
dos
o
más
componentes,
perfectamente
homogénea ya qu...
Disolver
 Es la acción de mezclar dos componentes

semejantes para formar un medio homogéneo
(una fase), donde las partíc...
Tipos de Soluciones
 Sólidas
 aleaciones

 Líquidas
 Sal y Agua

 Agua y Alcohol
 CO2 y Agua

 Gaseosa
 Aire
Concentración
 Medida de la cantidad de soluto presente en

una cantidad dada de disolvente (masa o
volumen) o de disoluc...
Formas de Expresar Concentración
 Porciento
 Masa

 Volumen

 Masa – Volumen
 Molaridad

(Moles – Volumen)
 Normalid...
CONCENTRACIÓN
DE
SOLUCIONES
Porciento en Masa
Porciento en masa
 Es el porciento de Masa ocupado por el soluto

con respecto a la Masa total de
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 Se...
Porciento en Masa
 Por cada 100 unidades de Masa de la aleación
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 Se tiene una mezcla de una aleación que

contiene 30 g de cobre, 40 gramos de plata y
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Porciento en Volumen
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 Es el porciento de volumen ocupado por el

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Porciento en volumen
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CONCENTRACIÓN
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SOLUCIONES
Concentración Masa - Volumen
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Concentración Normalidad
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Cálculo de pH
Cálculo del Potencial de Hidrógeno
 El potencial de Hidrógeno (pH) es el que mide

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Cálculo del Potencial de Hidrógeno
Concentración de iones Hidrógeno
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 Si tenemos un ácido su normalidad será igual a la
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Cálculo del Potencial de Hidrógeno
 La suma del pH + pOH = 14

 Recuerda que la escala va de 0 a 14
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 Cuando la concentración es diferente de la

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Cálculo del Potencial de Hidrógeno
Se obtiene los resultados faltantes por
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 Para calcular las Concentraciones faltantes se

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Cálculo del Potencial de Hidrógeno
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Cálculo del Potencial de Hidrógeno
 Uso de la Calculadora:

 Aparecerá en la pantalla de la siguiente manera
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DE
SOLUCIONES
Resumen de Fórmulas
Para los amantes de la Memoria
Fórmulas
 Masa.-Cantidad de materia y sus unidades

gramos y kilogramos
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 Número de moles representa la cantidad de

partículas (moléculas, iones, átomos o electrones)
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 Numero de partes activas es el número de

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hidrógenos de un ácido o el número de
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 Porciento Masa

Componentes A,B y C
100 %
 % de A = gr A -------------------------------gr totales de la mezcl...
Fórmulas
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Componentes A,B y C
100 %
 % de A = ml A -------------------------------ml totales de la me...
Fórmulas
 Concentración Masa – Volumen:

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Masa de la sustancia
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 [H+] = Normalidad del Ácido
 [-OH] = Normalidad de la Base
 pH = - log [H+]
-OH]
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Soluciones, Concentración y pH

  1. 1. Soluciones RAMÓN MONREAL VERA ROMERO COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL ORIENTE UNAM MÉXICO NOVIEMBRE DEL 2013
  2. 2. SOLUCIONES Definición y
  3. 3. Solución o Disolución  Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro (niveles moleculares o de iones), manteniendo sus propiedades específicas.
  4. 4. Disolver  Es la acción de mezclar dos componentes semejantes para formar un medio homogéneo (una fase), donde las partículas de ambas sustancias se dispersan entre sí.  Soluto.- Sustancia que está en menor proporción.  Solvente.- Sustancia que está en mayor proporción
  5. 5. Tipos de Soluciones  Sólidas  aleaciones  Líquidas  Sal y Agua  Agua y Alcohol  CO2 y Agua  Gaseosa  Aire
  6. 6. Concentración  Medida de la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente (masa o volumen) o de disolución (masa o volumen)  Proporción que existe entre el soluto y el solvente.
  7. 7. Formas de Expresar Concentración  Porciento  Masa  Volumen  Masa – Volumen  Molaridad (Moles – Volumen)  Normalidad (Equivalentes químicos – Volumen)
  8. 8. CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES Porciento en Masa
  9. 9. Porciento en masa  Es el porciento de Masa ocupado por el soluto con respecto a la Masa total de solución, ejemplo:  Se tienen 60 % en Masa de cobre en una aleación metálica.  Interpretación:  Por cada 100 unidades de Masa de la aleación contienen 60 unidades de Masa de cobre.
  10. 10. Porciento en Masa  Por cada 100 unidades de Masa de la aleación     contienen 60 unidades de Masa de cobre. Si usamos g, sería: Por cada 100 g de la aleación contienen 60 g de cobre. Si usamos Kg, sería: Por cada 100 Kg de la aleación contienen 60 Kg de Cobre.
  11. 11. Cálculo del Porciento en Masa  Se tiene una mezcla de una aleación que contiene 30 g de cobre, 40 gramos de plata y 65 gramos de oro. Calcular el porciento en masa de cada uno de los componentes. Sustancia Masa Cobre 30 g Plata 40 g Oro 65 g Porciento
  12. 12. Cálculo del Porciento en Masa Sustancia Masa Cobre 30 g Plata 40 g Oro Porciento 65 g Mezcla  Se obtienen el total de la masa de la mezcla:  30 g de Cu + 40 g Ag + 65 g Au = 135 g Mezcla
  13. 13. Cálculo del Porciento en Masa Sustancia Cobre 30 g Plata 40 g Oro  Masa 65 g Mezcla Porciento 135 g Se obtienen el porciento de Cobre, a través de regla de tres, observa que son la misma, pero planteadas en forma diferente:
  14. 14. Cálculo del Porciento en Masa Sustancia Cobre 30 g Plata 40 g Oro  Masa 65 g Mezcla Porciento 135 g La que conviene utilizar es la que tiene la x en el lado izquierdo y en el numerador (parte superior):
  15. 15. Cálculo del Porciento en Masa Sustancia Cobre 30 g Plata 40 g Oro  Masa 65 g Mezcla 135 g Despejando x: x= 22.22 % Porciento
  16. 16. Cálculo del Porciento en Masa Sustancia Porciento Cobre 30 g 22.22 % Plata 40 g 29.62 % Oro  Masa 65 g Mezcla 135 g Se realiza el mismo procedimiento para la plata: x = 29.62 %
  17. 17. Cálculo del Porciento en Masa Sustancia Porciento Cobre 30 g 22.22 % Plata 40 g 29.62 % Oro  Masa 65 g 48.14 % Mezcla 135 g Se realiza el mismo procedimiento para el oro: x = 48.14%
  18. 18. Cálculo del Porciento en Masa Sustancia Porciento Cobre 30 g 22.22 % Plata 40 g 29.62 % Oro  Masa 65 g 48.14 % Mezcla 135 g 99.98 % Se suman los porcentajes para verificar los resultados, la suma debe de dar el valor de 100% o muy cercano: 22.22 % + 29.62 % + 48.14 % = 99.98 %  Correcto
  19. 19. CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES Porciento en Volumen
  20. 20. Porciento en volumen  Es el porciento de volumen ocupado por el soluto con respecto al volumen total disolución, ejemplo:  Se tienen 35 % en Volumen de alcohol en una solución acuosa.  Interpretación:  Por cada 100 unidades de volumen de la mezcla contienen 35 unidades de volumen de alcohol.
  21. 21. Porciento en volumen  Por cada 100 unidades de volumen de la     mezcla contienen 35 unidades de volumen de alcohol. Si usamos ml, sería: Por cada 100 ml de la mezcla contienen 35 ml de alcohol. Si usamos ml, sería: Por cada 100 litros de la mezcla contienen 35 litros de alcohol.
  22. 22. Cálculo del Porciento en Volumen  Se tiene una mezcla de gases que contiene 60 litros Oxígeno, 40 Litros de Dióxido de Carbono y 80 Litros de Nitrógeno. Calcular el porciento en volumen de cada uno de los componentes. Sustancia Volumen Oxígeno 60 L Dióxido de Carbono 40 L Nitrógeno 80 L Porciento
  23. 23. Cálculo del Porciento en Volumen Sustancia Volumen Oxígeno 60 L Dióxido de Carbono 40 L Nitrógeno 80 L Total Porciento 180 L  60 L O2 + 40 L CO2 + 80 L N2 = 180 L Mezcla  Se obtienen el total del volumen de la mezcla.
  24. 24. Cálculo del Porciento en Volumen Sustancia Porciento Oxígeno 60 L 33.33 Dióxido de Carbono 40 L Nitrógeno  Volumen 80 L Total 180 L 100 % Se obtiene el porciento de cada componente, pero en este ejemplo usaremos factores de conversión  Porciento de Oxígeno = 33.33 %
  25. 25. Cálculo del Porciento en Volumen Sustancia Porciento Oxígeno 60 L 33.33 % Dióxido de Carbono 40 L 22.22 % Nitrógeno  Volumen 80 L Total 180 L 100 % Se obtiene el porciento de cada componente, pero en este ejemplo usaremos factores de conversión  Porciento de Dióxido de Carbono = 22.22 %
  26. 26. Cálculo del Porciento en Volumen Sustancia Porciento Oxígeno 60 L 33.33 % Dióxido de Carbono 40 L 22.22 % Nitrógeno  Volumen 80 L 44.44 % Total 180 L 100 % Se obtiene el porciento de cada componente, pero en este ejemplo usaremos factores de conversión  Porciento de Nitrógeno = 44.44 %
  27. 27. Cálculo del Porciento en Masa Sustancia Volumen Porciento Oxígeno 60 L 33.33 % Dióxido de Carbono 40 L 22.22 % Nitrógeno 80 L 44.44 % Total 180 L 100 %  Se suman los porcentajes para verificar los resultados, la suma debe de dar el valor de 100% o muy cercano: 33.33 % + 22.22 % + 44.44 % = 99.99 %  Correcto
  28. 28. CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES Concentración Masa - Volumen
  29. 29. Concentración Masa - Volumen 
  30. 30. Concentración Masa - Volumen 
  31. 31. Concentración Masa - Volumen 
  32. 32. CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES Concentración Molaridad
  33. 33. Concentración Molaridad 
  34. 34. Concentración Molaridad 
  35. 35. Concentración Molaridad  Ejemplo se tienen 60 g de NaOH y se disuelven en 8 litros de solución. Calcular su concentración  Primero la masa molecular de NaOH Elemento Masa Atómica Num. De Átomos Masa total del elemento Sodio 23 1 23 uma Oxígeno 16 1 16 uma Hidrógeno 1 1 1 uma Total 40 uma
  36. 36. Concentración Molaridad  Como la masa molecular del NaOH es de 40 uma.  Una mol es igual a 40 g, como nuestra masa es de 60 gramos, por lo tanto, tenemos:  1 mol (40)+.5 mol (20g)=1.5 mol (60 g)
  37. 37. Concentración Molaridad 
  38. 38. Concentración Molaridad 
  39. 39. Concentración Molaridad 
  40. 40. CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES Concentración Normalidad
  41. 41. Concentración Normalidad 
  42. 42. Concentración Normalidad 
  43. 43. Concentración Normalidad  Ejemplo se tienen 294 g de H2SO4 y se disuelven en 6 litros de solución. Calcular su concentración  Primero la masa molecular de H2SO4 Elemento Masa Atómica Num. De Átomos Hidrógeno 1 2 2 uma Azufre 32 1 16 uma Oxígeno 16 4 64 uma Total Masa total del elemento 98 uma
  44. 44. Concentración Normalidad 
  45. 45. Concentración Normalidad 
  46. 46. Concentración Normalidad 
  47. 47. Concentración Normalidad  Ejemplo se tienen 156 g de Al(OH)3 y se disuelven en 60 litros de solución. Calcular su concentración  Primero la masa molecular de Al(OH)3 Elemento Masa Atómica Num. De Átomos Aluminio 27 1 27 uma Oxígeno 16 3 48 uma Hidrógeno 1 3 3 uma Total Masa total del elemento 78 uma
  48. 48. Concentración Normalidad  Al(OH)3
  49. 49. Concentración Normalidad 
  50. 50. Concentración Normalidad 
  51. 51. CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES Cálculo de pH
  52. 52. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  El potencial de Hidrógeno (pH) es el que mide el nivel de acidez de uma solución. pH = - logaritmo [H+]  La palabra de potencial, se refiere a potencia de la concentración de los iones hidrógeno, que se refiere al exponente del valor de la concentración.  Logaritmos = Exponente
  53. 53. Cálculo del Potencial de Hidrógeno Concentración de iones Hidrógeno [H+]= 0.1 = 10-1 [H+]= 0.01 = 10-2 [H+]= 0.001 = 10-3 [H+]= 0.0001 = 10-4 [H+]= 0.00001 = 10-5 [H+]= 0.000001 = 10-6 [H+]= 0.0000001 = 10-7 pH 1 2 3 4 5 6 7
  54. 54. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Para obtener el pH de una solución se obtiene a través de la normalidad, ya que los equivalentes químicos son la concentración de iones Hidrógeno, en el caso de los ácidos. +] [H = Normalidad del ácido
  55. 55. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Para obtener el pOH de una solución se obtiene a través de la normalidad, ya que los equivalentes químicos son la concentración de iones Hidróxidos, en el caso de los Bases. -OH] [ = Normalidad del Base
  56. 56. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Conclusión:  Si tenemos un ácido su normalidad será igual a la concentración de iones Hidrógeno, obteniendo el pH. [H+] = Normalidad del ácido  Si tenemos una base su normalidad será igual a la concentración de iones hidróxido, obteniendo el pOH. [-OH] = Normalidad del Base
  57. 57. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  La suma del pH + pOH = 14  Recuerda que la escala va de 0 a 14 Concentración H+ 0.001 = 10-3 0.00001 = 10-5 0.00000001 = 10-8 0.0001 = 10-4 0.00000000001 = 10-11 pH pOH Concentración -OH 3 11 0.00000000001 = 10-11 5 8 4 11 9 0.000000001 = 10-9 6 0.000001 = 10-6 10 0.0000000001 = 10-10 3 0.001 = 10-3
  58. 58. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Cuando la concentración es diferente de la unidad, el exponente nos da un valor aproximado de pH, para obtener un valor preciso se hace uso de los logaritmos:  Solución de HCl de concentración de 0.002 N (.002 normal)  [H+] = 0.002 N  pH = - log [H+] = - log [0.002] = 2.6989
  59. 59. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Ejemplo ÁCIDO: Solución de 0.2 N de HCl, entonces [H+] =0.2N siendo su pH = -log [0.2] = 0.6990 y su pOH =14 – 0.6990= 13.3010  Ejemplo Base Solución de 0.7 N de KOH, entonces [-OH] =0.7N siendo su pOH = -log [0.7] = 0.1549 y su pH =14 – 0.1549= 13.8450 
  60. 60. Cálculo del Potencial de Hidrógeno [H+] Ácido 0.0004 pH -log[] pOH [-OH] 4.0969 0.00008 3.3467 0.00045 1 2.3979 0.0000005 6.3010 2 -log[0.004] -log[0.00008] -log[0.0000005] -log{0.00045} Ácidos Primer Paso: se toma la concentración de iones hidrógeno Segundo Paso: se sustituye en la formula, se resuelve y se obtiene el pH
  61. 61. Cálculo del Potencial de Hidrógeno [H+] pH Ácido 0.0004 2.3979 0.0000005 6.3010 -log[] -log[0.004] pOH [-OH] 1 -log[0.00008] 4.0969 -log[0.0000005] 2 -log{0.00045} 3.3467 0.00008 0.00045 Bases Primer Paso: se toma la concentración de iones hidróxido Segundo Paso: se sustituye en la formula, se resuelve y se obtiene el pOH
  62. 62. Cálculo del Potencial de Hidrógeno Se obtiene los resultados faltantes por pH +POH = 14 [H+] pH pOH [-OH] 0.0004 2.3979 14-4.0969 6.3010 14-2.3979 4.0969 14-6.3010 0.00008 14-3.3467 3.3467 0.00045 0.0000005
  63. 63. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Para calcular las Concentraciones faltantes se utiliza el pH o el pOH, ya que el potencial se refiere a la potencia o sea al exponente, veamos:  pH = 3.4 la [H+] = 10-3.4 Recuerda que es con signo –  pOH= 5.2 la [- OH] = 10-5.2
  64. 64. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Uso de la Calculadora:  Busca la función 10x que se encuentra arriba de la tecla log, como es una segunda función, aprieta primero la tecla [shift] y después la tecla [log], escribe el numero y aprieta la tecla de igual para obtener el resultado
  65. 65. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Realiza un ejemplo:  pH = 1.23  Aprieta: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1 2 3 tecla [shift] Tecla [log] Abre paréntesis [(] Signo Teclea el número 1.23 Cierra paréntesis [)] Tecla [=], para obtener el resultado 5 4 6 7
  66. 66. Cálculo del Potencial de Hidrógeno  Uso de la Calculadora:  Aparecerá en la pantalla de la siguiente manera antes de apretar el igual  Al apretar la tecla [=]  En notación científica puede aparecer así:
  67. 67. CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES Resumen de Fórmulas Para los amantes de la Memoria
  68. 68. Fórmulas  Masa.-Cantidad de materia y sus unidades gramos y kilogramos  Volumen.- Espacio que ocupa un cuerpo y sus unidades ml y litros  Masa Molecular.-Es la suma de las masas atómicas de una molécula.  Masa Molar = los gramos por mol (es equivalente a la masa molecular expresada en gramos) y sus unidades son g/mol.
  69. 69. Fórmulas  Número de moles representa la cantidad de partículas (moléculas, iones, átomos o electrones) y se calcula:  Masa n = ----------------Masa Molar  Número de equivalentes químicos representa la cantidad de partículas activas de una sustancia (iones hidrógeno o hidróxido) y se calcula:  E.Q. = n x Número de partes activas
  70. 70. Fórmulas  Numero de partes activas es el número de        hidrógenos de un ácido o el número de hidróxidos de una base. Ejemplos: HNO3 tiene una parte activa H2SO4 tiene dos partes activas H3PO4 tiene tres partes activas KOH tiene una parte activa Ca(OH)2 tiene dos partes activas Al(OH)3 tiene tres partes activas
  71. 71. Fórmulas  Porciento Masa Componentes A,B y C 100 %  % de A = gr A -------------------------------gr totales de la mezcla  100 %  % de A = gr B -------------------------------gr totales de la mezcla  100 %  % de A = gr C -------------------------------gr totales de la mezcla
  72. 72. Fórmulas  Porciento Volumen Componentes A,B y C 100 %  % de A = ml A -------------------------------ml totales de la mezcla  100 %  % de A = ml B -------------------------------ml totales de la mezcla  100 %  % de A = ml C -------------------------------ml totales de la mezcla
  73. 73. Fórmulas  Concentración Masa – Volumen:  Masa de la sustancia M Concentración = -------------------------------- =----Litros de Solución V Concentración Moles – Volumen:  Moles de la sustancia n Molaridad = --------------------------------=--------Litros de Solución V Concentración Equivalentes Químicos – Volumen:  Equivalentes Químicos de la sustancia eq Normalidad = --------------------------------------------------= ---------Litros de Solución V
  74. 74. Fórmulas  [H+] = Normalidad del Ácido  [-OH] = Normalidad de la Base  pH = - log [H+] -OH]  pOH = - log [  pH +pOH = 14 +] = 10-pH  [H -OH] = 10-pOH [
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