Este documento presenta información sobre disoluciones químicas. Explica conceptos como concentración, molaridad, normalidad, dilución y titulación. También cubre temas como presión osmótica, osmolaridad y clasificación de disoluciones según su estado, concentración y tipo de solutos.
4. Química (1S, Grado Biología) UAM 2. Disoluciones 4
Disoluciones
Disolvente: componente
mayoritario de la
disolución, que determina
si ésta es un sólido, un
líquido o un gas.
Solutos: los demás
componentes de la
disolución
Ejemplos:
Disolución de glucosa(sól) en H2O(líq);
glucosa(ac); C6H12O6(ac)
Disolución de metanol(líq) en
H2O(líq); metanol(ac); CH3OH(ac)
Disolución de O2(g) en H2O(líq)
[respiración de peces]
Disolución acuosa de NaCl, KCl, CaCl2 y
C6H12O6
[un suero fisiológico]
5.
6. ¿Qué son las disoluciones químicas?
Mezcla homogénea,
constituida por dos o
más componentes
Soluciones = disoluciones
7.
8.
9.
10. El elevado momento dipolar del agua y su facilidad
para formar puentes de hidrógeno hacen que el agua
sea un excelente disolvente. Una molécula o ión es
soluble en agua si puede interaccionar con las
moléculas de la misma mediante puentes de
hidrógeno o interacciones del tipo ión-dipolo.
11. El agua, denominado como el disolvente universal, es la
mejor elección como disolvente, desde un punto de vista
medioambiental, ya que no es ni inflamable, ni tóxica.
Sustancias covalentes apolares NO se disuelven en agua
pero sí en solventes apolares (éter, bencina, cloroformo, acetona, …)
Ejemplos: Grasas, aceites, gasolina, petróleo, barnices, resinas, …
14. Diluidas: Son las que tienen pequeña cantidad de soluto
en un determinado volumen de disolución.
Concentradas: Son aquellas que tienen gran cantidad de
soluto en un determinado volumen de disolución y por lo
tanto, están próximas a la saturación.
Saturadas: Son las que tienen máximo de soluto a
determinada temperatura.
Supersaturadas: Son las que contienen más soluto que el
presente en las disoluciones saturadas, debido a
saturación a elevadas temperaturas y posterior
enfriamiento. Son inestables, el exceso precipita
fácilmente.
Clasificación de disoluciones según concentración:
15.
16. La solubilidad de
líquidos y sólidos en
líquidos por lo
general aumenta
cuando la
temperatura se
incrementa. Pero,
hay algunas
excepciones. En la
gráfica podemos
observar que la
solubilidad del KCl
(cloruro de potasio) y
del KNO3 (nitrato de
potasio) aumenta al
incrementarse la
temperatura, pero la
del NaCl (cloruro de
sodio) permanece
casi constante y la
del CaCrO4 (cromato
de calcio) disminuye.
18. Calcular el porcentaje en masa de la solución conteniendo 60 g
de glucosa disueltos en 140 g de agua.
Masa de solución total: soluto + solvente
60 g + 140 g = 200 g
% m = (60 g/ 200 g) x 100 % = 30 %
19. ¿Qué volumen de alcohol etílico contiene una botella
de 500 cc de vino borgoña al 10% en volumen?
(10%)(500 cc) / 100 % = V alcohol
50 cc = V alcohol
20. Cuando la concentración de soluciones es extremadamente baja (muy diluidas, muy
poca cantidad de soluto) suele expresarse en partes por millón. Una concentración
de 1ppm significa que hay una parte en un millón de partes, por ejemplo 1g en un
millón de gramos de solución, una gota en un millón de gotas, un mililitro en un
millón de mililitros, etc. En soluciones acuosas y cuando la densidad de la solución es
1g/mL se puede decir que 1ppm es equivalente a 1mg/L de solución.
ppm= masa de soluto x 106
masa total de solución
Una muestra de agua contiene 3.5 mg de iones fluoruro (F-) en
825 mL de solución. Calcule las partes por millón del ion fluoruro
en la muestra.
Respuesta:
21. Calcular la molaridad de 500 ml de solución básica (alcalina)
preparada disolviendo 80 g de NaOH en agua.
Masa molar NaOH = 40 g/mol
Número de moles soluto: n = masa / masa molar
n = 80 g / 40 g/mol
n = 2 moles
M = 2 moles / 0,5 litros = 4 mol /litro = 4 M
22. Calcular la normalidad de 5 litros de solución ácida
preparada disolviendo 490 g de H2SO4 en agua.
Número de equivalentes-gramo = # eq-g = masa / masa equivalente
Masa equivalente H2SO4 = 98 / 2 [ factor de reacción Θ = 2 (# H) ]
# eq – g = 490 g / 49 g/eq-g = 10 eq – g (soluto)
N = 10 eq – g / 5 litros
N = 2 eq – g / litro
N = 2 N
Masa
P. E.
23.
24. DILUCIÓN
Se agregan 80 ml de agua
a 120 ml de HCl 5 M
¿Cuál es la molaridad de
La solución resultante?
M1 V1 = M2 V2
(5 M)(120 ml) = (¿?)(200 ml)
3 M = ¿?
25. DILUCIÓN
Se agregan 80 g de HNO3 al 5 % a 120 g
de HNO3 al 10 % ¿Cuál es el porcentaje
en masa de la solución resultante?
(m1)(%1) + (m2)(%2) = (m3)(%3)
(80 g)(5%) + (120 g)(10%) = (200 g)(%3)
(400 + 1200)/(200) = %3
8 % = % resultante
26.
27. Valoración ácido-base (también
llamada volumetría ácido-base,
titulación ácido-base o valoración
de neutralización) es una técnica o
método de análisis cuantitativo
muy usada, que permite conocer
la concentración desconocida de
una disolución de una sustancia
que pueda actuar como ácido
neutralizada por medio de una
base de concentración conocida, o
bien sea una concentración de
base desconocida neutralizada por
una solución de ácido conocido .
Es un tipo de valoración basada en
una reacción ácido-base o
reacción de neutralización
28. Se titulan 20 ml de NaOH 3 N
Con 120 ml de HCl ¿Cuál es la
Normalidad de la solución ácida?
N1 V1 = N2 V2
(3 N)(20 ml) = (¿?)(120 ml)
0,5 N = ¿?
29. Se han pesado 2,25 g de NaCl y se disuelven con
agua destilada llegando hasta 250 ml. Determinar
el % peso/volumen de la solución y de acuerdo al
resultado mencionar si se trata de un suero
fisiológico
% soluto (p/v)= 2,25 g x 100 = 0,9 %
250 mL
Se trata de un suero fisiológico ya que se encuentra
a la concentración del 0,9 %
30. Calcule la molaridad de una solución preparada
disolviendo 1,50 g de nitrato de sodio (NaNO3) en
125 mL de solución.
1, 5 g
n = ————— = 0,0176 moles
85 g/mol
0.0176 moles
Molaridad = ——————— = 0,14 M
0,125 L
31. El peso equivalente (P.E.) o peso de combinación
o peso de reacción es la cantidad de una
sustancia capaz de combinarse o desplazar 1
parte en masa de H2, 8 partes en masa de O2 ó
35,5 partes en masa de Cl2.
En la reacción se observa que 23 g de Na
es químicamente equivalente a 1 g de H2
(Dato: Peso atómico Na = 23 , H = 1)
32.
33.
34. Peso equivalente de una sal puede definirse en
función del empleo de la sal como ácido o base. se
calcula dividiendo el peso fórmula entre el numero
de cargas † (positivas) o − (negativas) que presente la
sal.
Calcular el peso equivalente del anfótero AlCl3
p-eq = peso fórmula (g) = 135,5 g p-eq = 44,5 g
3 3 3
38. Calcula las ppm de 120 mg de Na+ contenidos en
1500 g de solución acuosa.
Datos:
ppm Na+ = ? masa Na+ = 120 mg
masa H2O = 1500 g = 1,5 kg
Solución:
ppm Na+ = mg Na+ = 120 mg = 80 ppm
Kg disolución 1,5 kg
39. ¿Cuántos miligramos de ion cloruro (Cl–) hay en 1,25 litros
de una muestra de agua que tiene 17 ppm de ion cloruro?
40.
41. Miliequivalentes
"mili" significa milésima parte de....,
entonces si el n° eq lo quieres expresar en
milieq, tienes que multiplicarlo por mil,
1 eq = 1000 milieq
Mol (mol) = Peso molecular (o atómico) expresado en gramos
Milimol (mmol) = 10–3 mol
Equivalente gramo (Eq) = mol/valencia
Miliequivalente (mEq) = 10–3 Eq
• Un ion monovalente (Na+, Cl–, K+, HCO3–),
1 Eq o 1 mEq es lo mismo que 1 mol o mmol.
• Un ion divalente (Ca2+, Mg2+, SO4–2),
1 mol es igual a 2 Eq y 1 mmol es igual a 2 mEq
mg
—————— x valencia = mEq
peso atómico
42. SODIO (Na) Valencia = 1 Peso atómico = 23
Cloruro sódico = 58,45
Bicarbonato sódico = 84,01
Lactato sódico = 112,06
1 g NaCl = 0,4 g Na = 400 mg Na = 17 mEq Na = 17 mEq Cl
1 g HCO3
- = 273 mg Na 13 mEq Na = 1,33 g lactato sódico = 13 mEq HCO3
–
1 mg Eq Na = 59 mg NaCl = 23mg Na = 84mg HCO3 Na = 112mg lactato Na
1 litro solución salina isotónica (0,85%) = 145 mEq Na
1 litro solución salina hipertónica (2%) = 342 mEq Na
1 litro solución bicarbonato sódico = 166 mEq Na
1 litro solución lactato sódico = 166 mEq Na
POTASIO (K)
Valencia = 1 Peso atómico = 39
1 g KCl = 13,4 mEq K
1 mEq K = 75 mg KCl = 39 mg K
1 litro solución de Elkiton = 6 g KCl = 3,2 K = 80 mEq
43. La ósmosis es un
fenómeno físico
relacionado con el
movimiento de un
solvente a través de una
membrana
semipermeable. Tal
comportamiento supone
una difusión simple a
través de la membrana,
sin gasto de energía. La
ósmosis del agua es un
fenómeno biológico
importante para el
metabolismo celular de
los seres vivos.
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48. Química (1S, Grado Biología) UAM 2. Disoluciones 48
Ósmosis: Presión osmótica de una
disolución
Ejemplo:
A 37ºC, ¿cuál es la presión osmótica (en atm) de una disolución resultante
de disolver 0,10 mol de glucosa en agua hasta formar 250 ml de disolución?
1) Necesitamos la molaridad de la glucosa:
2) Utilizamos la ley de la presión osmótica:
0,10 glucosa 1000
0,40
250 disolución 1
mol ml
M
ml l
0,40 0,08206 (273 37)
mol atm l
M RT K
l K mol
10 atm
¡Las presiones osmóticas
de las células pueden
llegar a ser muy grandes!
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66. La osmolaridad del organismo es de
280-300 mOsm/L, ello permite la
supervivencia del ser humano
68. Osmol = M x número de partículas
Para la glucosa : 1 Mol = 180 gramos = 1 Osm
Para el sodio :
1 Mol = 23 gramos
= 1 Osm = 1Eq
1 mMol = 23 mg
= 1 mOsm = 1 mEq
69. ¿Cuál es la Osmolaridad del NaCl 1M?
El NaCl se disocia en dos partículas. Por lo que :
Osmol = M x número de partículas
Osmol = M x 2 = 2 Osm
¿A cuántos gramos y miligramos equivalen?
Para el NaCl 1 Mol = 58,5 gm = 2 osmol
1 mMol = 58,5 mgm = 2 mOsm
70. A una paciente joven de 19 años se le toma una muestra de
sangre, encontrando el siguiente perfil: Sodio 145 mEq/L, potasio
4,5 mEq/L, cloro 105 mEq/L, calcio 9,8 mEq/L. Se desea:
(a) Determinar los miliosmoles/L de dichos elementos.
(b) Determinar los miliosmoles/L de la glucosa que se encuentra
a una concentración de 180 mg% y de la úrea que se encuentra a
90 mg%.
(c) De acuerdo a sus resultados
anteriores diga si la paciente
tiene la miliosmolaridad
dentro del rango normal
280-300 mOsm/L.
71. Datos: Sodio 145 mEq/L, potasio 4,5 mEq/L, cloro 105 mEq/L,
calcio 9,8 mEq/L.
a)Cálculo de las miliosmoles:
Para convertir N a molaridad: N = molaridad x valencia
Convertimos meq a milimoles: como la valencia del Na es 1 las
milimoles serán 145 .
Hallamos osmolaridad del Na:
mOsM = nº partículas x M = 1 x 145 = 145 miliOsmoles de Na+
72. Osmolaridad del K:
Convertimos meq a milimoles: como la valencia del K es 1 las
milimoles serán 4,5 .
mOsM = nº partículas x M = 1 x 4,5 = 4,5 miliOsmoles/L de K+
Osmolaridad del Cl-
Convertimos meq a milimoles: como la valencia del Cl- es 1 las
milimoles serán 105 .
mOsM = nº partículas x M = 1 x 105 = 105 miliOsmoles/L de Cl−
En el caso del calcio: calcio 9,8 mEq/L.
N = molaridad x valencia N = M (2)
0,0098 Eq /2 = 0,0049 mol valencia 2 que equivale a 4,9 milimoles.
Cálculo de las miliosmoles.
mOsmoles = 1 x 4,9 = 4,9 miliosmoles/L de Ca++
73. b) Determinar los miliosmoles/L de la glucosa que se encuentra a una
concentración de 180 mg% y de la úrea que se encuentra a 90 mg%:
Cálculo de la molaridad: Glucosa
n = 0.180 g = 0.001moles
180gr/mol
0.001moles
Molaridad = ——————— = 0.01M
0.1L
Cálculo de la osmolaridad: Glucosa
Nota 0.01 moles = 10 milimoles
mOsmoles = 1 x 10milimoles = 10 miliosmoles/L de glucosa
74. c) Cálculo de la molaridad: úrea
n = 0.090 g = 0.0015moles
60gr/mol
0.0015moles
Molaridad = ——————— = 0.015M
0.1L
Cálculo de la osmolaridad: úrea
Nota 0.015 moles = 15 milimoles
mOsmoles = 1 x 15milimoles = 15miliosmoles/L de úrea
75. Para saber si la osmolaridad se encuentra dentro de los rangos
normales , se suman las osmolaridades de cada una de las
sustancias:
mOsmoles = 145 mOsmoles de Na+
+ 4,5 mOsmoles de K+
+ 105 mOsmoles de Cl−
+ 4,9 mOsmoles/L de Ca++
+ 10 mOsmoles/L de glucosa
+ 15 mOsmoles/L de úrea =
284.4 mOsmol/L
Osmolaridad (mOsm/L) = 2 Na+ + Glucemia(mg/dL)/18 + BUN(mg/dl)/2,8
76.
77. Un paciente de 68 kg de masa corporal, ha perdido el 8% desu peso corporal debido a la
diarrea que padece. Se realiza un análisis de los electrolitos y se encuentra déficit de
125 mEq/L de sodio , de 125 mEq/L de NaHCO3 y de 110mEq/L de potasio. Se desea:
(a) Determinar cuántos mEq/L y mOsm/L de electrolitos ha perdido el paciente.
(b) Se desea reponer los electrolitos perdidos, para ello contamos con 1 litro de dextrosa
al 5%; ampollas de 10 mL de cloruro de sodio al 20% (Hipersodio); ampolla de 10 mL de
bicarbonato de sodio al 8,4%, y ampolla de 10 mL de cloruro de potasio al 14,9 %
(Kalium). Determinar los mOsm totales de las soluciones anteriores.
(c) Determinar cuántos litros se debe administrar al paciente para compensar las pérdidas
de electrolitos
78. Datos: déficit de sodio de 125 mEq/L, de 125 mEq/L de
NaHCO3 y
de 110 mEq/L de potasio.
(a) Determinar cuántos mEq/L y mOsm/L de electrolitos ha
perdido el paciente:
Total de mOsm /L de electrolitos perdidos:
Nota:
de acuerdo al problema anterior, cuando la valencia es 1 los mEq y
milimoles tienen el mismo valor.
Si se produce una sola partícula la osmolaridad tendrá el mismo
valor que la molaridad. (caso de sodio y potasio)
En el caso de NaHCO3 producirá 2 partículas, por lo que el total de
mOsm será = 2 x 125 =250 mOsm
Por lo tanto:
Total de mOsm /L de electrolitos perdidos:
125 mOsm + 250 mOsm + 110 mOsm = 485 mOsm/L
79. b)Determinar los mOsm totales de las soluciones siguientes:1 litro
de dextrosa al 5%; ampollas de 10 mL de cloruro de sodio al 20%
(Hipersodio); ampolla de 10 mL de bicarbonato de sodio al 8,4%, y
ampolla de 10 mL de cloruro de potasio al 14,9% (Kalium).
Cálculo de la molaridad: Dextrosa (Glucosa)
n = 50 g = 0.28moles
180gr/mol
0.28moles
Molaridad = ——————— = 0.28 M
1 L
Cálculo de la osmolaridad: Dextrosa (Glucosa)
OsM = 1 x 0.28 = 0.28 osmoles = 280 mOsm/L
10 ml bicarbonato de sodio al 8,4% M = (8,4 g)/(84 g/mol)/0,010 L = 0,001 M
OsM = 2 x 0,001 = 0,002 Osmol/L = 2 mOsmol/L NaHCO3
80. Cálculo de la molaridad: ampollas de 10 mL de cloruro de sodio al 20% (Hipersodio)
De la expresión: masa(g)
soluto 20 g
Molaridad = ——————— = ——————— = 0,0034M
PM V (L) 58.5 g/mol x 0.010 L
Cálculo de la osmolaridad: osm = 2 x 0,0034 = 0,0068 osmol/L = 6,8 mosmol/L ,
pero la ampolla tiene 10mL, entonces habrá 0.068 mosmol/L
81. Determinar cuántos litros se debe administrar al
paciente para compensar las perdidas de electrolitos:
En una persona normal, el total de agua corporal
corresponde aproximadamente al 60% del peso
corporal, para un peso de 70 kg sería de 42 litros. En el
paciente del ejemplo que pesa 68 kg. El agua corporal
será de 40.8 L y si ha perdido el 8% de su masa corporal,
esto significa que ha perdido 5.44 Kg, el líquido a
reponer corresponderá al 60% de este valor que es
aproximadamente 3.3 litros
82. Calcular la OSMOLARIDAD plasmática del
paciente cuyo análisis da 136 meq/L de Na+,
6 meq/L de K+, 90 mg/dL glucosa y úrea 14 mg/dL
mosmol = 2 [Na+] + [ K+ ] + B.U.N./2,8 + glicemia /18
mosmol = 2 [136] + [6] + 14/2,8 + 90/18
mosmol = 288 (NORMAL)
