Considera a las soluciones químicas como una de las formas de materia más comunes, haciendo hincapié en sus propiedades, componentes y formas de expresar su

4. 
   Ordeno de menor a mayor, las siguientes soluciones según la concentración:
   

Formas de expresar la concentración y sus unidades: Para fines cuantitativos se requieren conocimientos más precisos de las relaciones de cantidad de soluto y cantidad del solvente. Para expresar estas relaciones, se emplean unidades físicas y unidades químicas.
Unidades físicas de concentración:

• 
  Porcentaje peso a peso (% p/p): Indica el peso de soluto o del solvente por cada 100g de la solución.
  

Ejemplo: Cuando se evaporan 300g de una solución de sulfato de cobre CuSO₄ se obtiene un residuo de 25g de sulfato.

1. 
   ¿Cuántos gramos de agua se evaporan?
   
2. 
   ¿Cuál es el % de soluto por peso de la solución?
   
3. 
   ¿Cuál es el porcentaje del solvente?
   

Solución:

a. Gramos de solución = gramos de soluto + gramos de solvente

300 gramos de solución = 25 gramos de soluto+ X gramos de H2O

300g -25g=275g de H₂O

b. %

c.

4. 
   ¿Cuantos gramos de solvente se requieren para preparar una solución de 20% de CuSO4 por masa que contenga 80 gramos de soluto?
   

• 
  Porcentaje peso a volumen (% p/v): Es una forma de expresar los gramos de soluto existen en un volumen de 100mL de solución.
  

%
Ejemplo: ¿Cuál es el % de dextrosa en una solución que contiene 10 gramos de soluto en 80mL de la solución?
Solución:

A partir de la ecuación se obtiene:

4. 
   ¿Cuál es el % de una solución de NaOH si en 60 mL de ella hay 3 gr. de NaOH?
   

• 
  Porcentaje volumen a volumen (% v/v): Se emplea para expresar concentraciones de líquidos y expresa el volumen de un soluto en un volumen de 100ml de solución. En general, es la fracción de volumen multiplicada por 100.
  

Ejemplo:

¿Cuál es el % volumen a volumen de una solución que contiene 1mL de acido en 40mL de agua?
Solución:

El ejercicio da explícitamente los mililitros de soluto y los mililitros de solvente. Antes de usar la expresión, se requiere hallar el volumen total de la solución.
Volumen de la solución = volumen de soluto + volumen de solvente

=1mL + 40mL = 41mL
%

4. 
   Calculo el % volumen a volumen en una solución que contiene 3mL de metanol en 220mL de agua.
   

• 
  Partes por millón (ppm): De la misma manera que el porcentaje significa partes de masa de soluto por 100 partes de masa por solución, las partes de millón significan partes de soluto por cada millón de partes de solución.
  

Puesto que en un Kg hay 1, 000,000 de miligramos, las partes por millón suelen escribirse como mg de soluto por Kg de solución.
o
Ejemplo: Una muestra de agua de 500 mL tiene 4 mg de F^{_ .} ¿Cuantos ppm de fluoruro hay en la muestra?
Solución:

Convirtiendo los mL a litros y aplicando la ecuación, se tiene:

4. 
   Calculo las partes por millón de soluto de cada una de las siguientes soluciones:
   

Unidades químicas de concentración:

• 
  Molaridad (M): Muchas de las reacciones químicas suceden en soluciones acuosas, y es importante e incluso, necesario calcular la cantidad de sustancias que intervienen en ellas. Para tal efecto, es útil el concepto de molaridad, que se representa por M. la molaridad corresponde al numero de moles de soluto por cada litro de solución.
  

Donde n = numero de moles
Ejemplo: ¿Cual es la molaridad da una solución que posee 3 moles de NaOH en 2L de solución?
Solución:

Puesto que el enunciado proporciona directamente el numero de moles de soluto y los litros de solución, la molaridad se calcula directamente de la expresión:
o simplemente M = 1.5M

4. 
   Si se tiene 20g de NaOH en 250mL de solución, calculo su molaridad.
   
5. 
   Calculo la molaridad de una solución que tiene 0.4 moles de NH₃ en 500mL de solución.
   
6. 
   Calculo el numero de moles de NaCl que hay en 20mL de solución 2 molar y los gramos de NaCl presentes.
   

• 
  Pesos equivalentes (eq): El concepto de equivalente gramo, peso equivalente o, simplemente, equivalente depende del tipo de reacción que se considere y se plantea de tal manera que un equivalente de un reactivo se combine exactamente con un equivalente de otro.
  

Donde el valor de C depende de la clase de reacción.
Para las reacciones de neutralización, los pesos equivalentes se basan en el hecho de que un protón H⁺ reacciona en un grupo OH- , para producir una molécula de H₂O.
1 equivalente de un acido es la cantidad del acido que libera una mol de protones, H⁺. Un equivalente de una base es la cantidad de esa base que libera un mol de grupos OH-. De esta manera, C en la ecuación anterior es el numero de moles de H⁺ que libera un acido el numero de moles de OH- que libera una base.
En reacciones redox, C es el numero de electrones tomados o liberados por la sustancia y coincide con el numero de equivalente para la misma especie.
Ejemplo: Calcule el peso de un equivalente de KMnO₄, en un proceso químico en el cual el Mn pasa del estado de oxidación de +7 a +2, según la siguiente ecuación:

Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺²
Solución:

C = Cambio de variación del numero de oxidación del Mn.

C = +7 - (+2) = 5

En este caso, el Mn gana 5e, por tanto, C = 5

4. 
   Establezco el peso de un equivalente de FeSO₄, si en una reacción el Fe pasa de estado de oxidación de +2 al estado de oxidación de +3, según la ecuación:
   

Fe⁺²So4 - 1e → Fe₂⁺³(SO₄)₃-+

4. 
   Calculo el peso de un equivalente de HC y un equivalente para NaOH.
   
5. 
   Calculo cuantos equivalentes de cada una de las sustancias hay en las siguientes cantidades:
   

Normalidad (N): Se define como el número de equivalentes gramo de soluto por cada litro de solución.


Ejemplo: ¿Cuál es la normalidad de una solución de HCl que tiene 0.2 equivalentes del acido en 2L?
Solución:

El enunciado presenta directamente el número de equivalentes de soluto y el volumen de la solución en litros. Por tanto, la normalidad se calcula directamente de la expresión:

4. 
   Calculo la normalidad de una solución de HCl que tiene 20g de HCl en 500mL de solución.
   
5. 
   Calculo la normalidad del KMnO₄, si en una reacción química el Mn pasa del estado de oxidación de +7 al estado de oxidación de +2 y si se disuelven 5g de KMnO₄ en 500mL de H₂O.
   
6. 
   Calculo la normalidad para una solución de K₂Cr₂O₇ si en una reacción el cromo pasa del estado de oxidación +6 a +3 y se disuelven 7g de K₂Cr₂O₇ en 400 cm³.
   

Fracción molar (X): Se denomina fracción molar al cociente entre el número de moles de un componente de una mezcla y el número total de moles de todos los componentes.
En las soluciones de dos componentes, un soluto y un solvente, si n_A es el número de moles de soluto y n_B es el número de moles del solvente, entonces, la fracción molar del soluto X_A es:
y la fracción molar del solvente

La suma de las fracciones molares es igual a 1.
Ejemplo: Una solución contiene 30g de NaCl y 40g de H₂O. ¿Cuáles son las fracciones molares del H₂O y NaCl?
Solución:

Tanto el soluto como el solvente están dados en gramos. Se requiere convertirlos a moles:



La fracción molar de soluto NaCl es:


Y para el solvente agua es:


Nótese que la suma de las fracciones molares para el agua y el cloruro de sodio dan como resultado 1. Por lo tanto, conociendo la fracción molar del soluto o del solvente, la otra se puede obtener restando de la unidad.

4. 
   Calculo la fracción molar del soluto y del solvente en cada una de las siguientes soluciones:
   

D. Ejercitación:
Con ayuda de mis compañeros de subgrupo realizamos los siguientes ejercicios:

1. 
   Con base a los datos de la tabla de valores de solubilidad, clasifico las siguientes soluciones en insaturadas, saturadas o sobresaturadas:
   

1. 
   20g de NaCl en 100g de H₂O a 20°C.
   
2. 
   19g de KMnO₄ en 100g de H₂O a 20°C.
   
3. 
   3g de AgNO₃ en 100g de H₂O a 60°C.
   
4. 
   20g de KBr en 100g de H₂O a 60°C.
   
5. 
   38g de NaCl en 100g de H₂O a 60°C.
   

2. 
   Ordene las siguientes soluciones según su concentración:
   

Porcentajes:

3. 
   Calculo el porcentaje de soluto en una solución que se prepara disolviendo 40g de KBr en 70g de H₂O.
   
4. 
   Cuando se evaporan 5g de solución de NaCl, se obtiene un residuo de 0.2g. ¿Cuál es el porcentaje de soluto y de solvente en la solución?
   
5. 
   ¿Cuántos gramos de NaOH se requieren para preparar 250g de una solución al 3%p/p?
   
6. 
   ¿Cuántos gramos de agua se requieren para disolver 40g de NaCl y obtener una solución al 25%p/p?
   
7. 
   ¿Cuántos gramos de CuSO₄ hay en 500g de solución de sulfato de cobre al 5%p/p?
   
8. 
   ¿Cuál es el porcentaje p/v de una solución que contiene 16g de KOH en 75mL de solución?
   
9. 
   Se mezcla 10mL de alcohol en 150mL de agua. ¿Cuál es el porcentaje de agua y alcohol?
   
10. 
    ¿Cuántos mililitros de alcohol se requieren para preparar 200mL de una solución acuosa al 10%?
    

Partes por millón:

3. 
   Calculo las partes por millón de soluto de cada una de las siguientes soluciones:
   

Molaridad:

3. 
   Calculo la molaridad para cada una de las siguientes soluciones:
   

3. 
   Calculo los gramos de soluto en cada una de las siguientes soluciones:
   

3. 
   Calculo la molaridad de una solución de HCl de densidad 1.16g/mL y cuya concentración es 32%p/p.
   
4. 
   Calculo la molaridad de H₃PO₄ cuya densidad es 1.75g/mL y concentración de 89%p/p.
   

Pesos equivalentes:

3. 
   Calculo el peso de un equivalente para las siguientes sustancias:CaCl₂
   

3. 
   Calculo el numero de equivalentes para cada uno de los siguientes casos:
   

3. 
   ¿Cuántos equivalentes gramo de HCl hay en 100mL de una solución 3M?
   
4. 
   ¿Cuántos equivalentes gramo de KCl hay en 1L de una solución 0.5M?
   

Normalidad:

3. 
   Calculo la normalidad de las siguientes soluciones:
   

3. 
   Calculo los gramos de soluto que hay en cada una de las siguientes soluciones:
   

3. 
   Calculo la normalidad de una solución de NH3 de densidad 0.902g/mL y concentración de 26.6%p/p.
   
4. 
   Calculo la normalidad de una solución de KOH de densidad es de 1.41g/mL y concentración es 41%p/p.
   

Molalidad:

3. 
   Calculo la molalidad para las siguientes soluciones:
   

E. Complementación:

Vamos al laboratorio.
Practica 1: Factores que afectan la solubilidad
Materiales:

Procedimiento:

• 
  Naturaleza del soluto y del solvente:
  

1. 
   Tomo 20mL de agua y adiciono una cucharadita de aceite.
   
2. 
   Tomo 20mL de agua y adiciono 5mL de alcohol.
   
3. 
   Tomo 20mL de agua y adiciono un poquito de sal.
   

Mezcla	Disolvió	No disolvió
Agua + aceite
Agua + alcohol
Agua + NaCl

Conclusión: ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• 
  Temperatura:
  

1. 
   Tomo un poco de colorante y lo añado a 20mLde agua muy fría.
   
2. 
   Tomo un poco de colorante y lo añado a 20mL de agua tibia.
   
3. 
   Tomo un poco de colorante y lo añado a 20mL de agua caliente.
   

Temperatura del agua	Tiempo que tarda la disolución
Fría
Tibia
Caliente

Conclusión: ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• 
  Estado de subdivisión:
  

1. 
   Tomo un tronco de barro y lo parto en partes pequeñas, le añado agua y agito.
   
2. 
   Con el mortero trituro un poco de barro, le añado agua y agito.
   

¿En este caso la trituración del soluto facilitó la disolución del soluto? Si___ No___
Conclusión: ____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Con ayuda de mis compañeros de subgrupo respondemos las siguientes preguntas:

1. 
   Indico en cada enunciado cual es verdadero (V) y cual falso (F):
   

1. 
   La velocidad a que se disuelve una sustancia aumenta cuando la mezcla se agita vigorosamente. ( )
   
2. 
   Los sólidos finamente pulverizados se disuelven a una velocidad mayor que la misma cantidad de solido sin pulverizar. ( )
   
3. 
   En general la solubilidad de un sólido aumenta al aumentar la temperatura. ( )
   
4. 
   La velocidad a la cual se disuelve un sólido en un líquido depende de la naturaleza del sólido y la naturaleza del líquido. ( )
   
5. 
   La solubilidad de un gas en un líquido disminuye al aumentar la temperatura. ( )
   

2. 
   ¿Cree usted que al calentar una solución aumentara la solubilidad de un sólido? Justifique su respuesta.
   

Practica 2: Preparación de soluciones
Materiales:

Procedimiento:

1. 
   Coloco en un beaker 15g de cloruro de sodio.
   

1. 
   Mido con una pipeta 25 mL de agua y los llevo al beaker que contiene el cloruro de sodio.
   
2. 
   Caliento 10 minutos la solución de cloruro de sodio. Agito continuamente.
   
3. 
   Dejo enfriar la solución.
   
4. 
   Filtro la solución a través de un papel de filtro. Recibo el filtrado en un vaso de precipitados y lo guardo para pruebas posteriores.
   

2. 
   Peso un beaker vacío y anoto el dato, posteriormente adiciono 10 mL de la solución de NaCl preparada en el paso anterior.
   

1. 
   Peso el beaker con la solución y anoto el dato.
   
2. 
   Evaporo el solvente, para ello someto el vaso de precipitados con la solución a calentamiento.
   
3. 
   Cuando se halla evaporado totalmente el solvente, dejo enfriar y secar la parte externa del beaker.
   
4. 
   Peso el beaker.
   

	Medida
Peso del beaker vacío.
Peso del beaker más la solución.
Peso del solvente.
Volumen de la solución.
Peso de la solución.
Peso del soluto en 10 mL de solución.
Peso del solvente en 10 mL de solución.

Con ayuda de mis compañeros de subgrupo respondemos las siguientes preguntas:
Con los datos obtenidos, calculo:

1. 
   Molaridad.
   
2. 
   Fracción molar del soluto.
   
3. 
   Porcentaje en peso.
   
4. 
   Normalidad.