Resumen de Técnicas y Análisis en Química
Técnicas y Análisis en Química: Guía Completa para Estudiantes
Introducción
La preparación de soluciones es una habilidad básica y esencial en el trabajo de laboratorio químico. Consiste en obtener una disolución con una concentración conocida a partir de solutos y solventes puros o soluciones madre. Dominar los cálculos y las técnicas garantiza resultados reproducibles y seguridad en el manejo de reactivos.
Definición: Una solución es una mezcla homogénea formada por un soluto (sustancia disuelta) y un solvente (medio que dispersa el soluto de modo uniforme).
1. Conceptos fundamentales
1.1 Componentes
- Soluto: sustancia presente en menor cantidad.
- Solvente: sustancia presente en mayor cantidad (frecuentemente agua en soluciones acuosas).
- Disolución: mezcla resultante.
1.2 Estados de las soluciones
- Soluciones gaseosas (ej. aire), sólidas (aleaciones como el bronce) y líquidas (ej. azúcar en agua).
Definición: Una solución saturada contiene la máxima cantidad de soluto disuelto a una temperatura dada; una sobresaturada contiene más soluto del que normalmente sería soluble a esa temperatura.
2. Unidades de concentración
Se dividen en unidades físicas (masa/volumen) y unidades químicas (basadas en el mol).
2.1 Unidades físicas (porcentuales y absolutas)
| Unidad | Fórmula | Qué describe |
|---|---|---|
| % m/m (masa/masa) | $%m/m = \dfrac{\text{g de soluto}}{\text{g de disolución}} \times 100$ | Gramos de soluto por 100 g de disolución |
| % m/v (masa/volumen) | $%m/v = \dfrac{\text{g de soluto}}{\text{mL de disolución}} \times 100$ | Gramos de soluto por 100 mL de disolución |
| % v/v (volumen/volumen) | $%v/v = \dfrac{\text{mL de soluto}}{\text{mL de disolución}} \times 100$ | mL de soluto por 100 mL de disolución |
| g/L | $\mathrm{g/L} = \dfrac{\text{g de soluto}}{\text{L de disolución}}$ | Gramos de soluto por litro de solución |
| ppm | $\mathrm{ppm} = \dfrac{\text{mg de soluto}}{\text{L de solución}}$ | mg de soluto por litro (útil en trazas) |
Ejemplos prácticos:
- Si disuelves 12 g NaCl en 200 g agua, la masa de disolución es $12+200=212$ g y $$%m/m = \dfrac{12}{212} \times 100 = 5.66%$$
- Si disuelves 40 mL de alcohol formando 200 mL de solución, $$%v/v = \dfrac{40}{200} \times 100 = 20%$$
2.2 Unidades químicas (basadas en el mol)
| Unidad | Fórmula | Qué describe |
|---|---|---|
| Molaridad (M) | $M = \dfrac{\text{moles de soluto}}{\text{L de solución}}$ | Moles por litro de disolución |
| Molalidad (m) | $m = \dfrac{\text{moles de soluto}}{\text{kg de solvente}}$ | Moles por kilogramo de solvente |
| Normalidad (N) | $N = \dfrac{\text{n° de equivalentes}}{\text{L de solución}}$ | Equivalentes por litro (depende del tipo de reacción) |
Definición: El mol es la cantidad de sustancia que contiene $6.022\times10^{23}$ entidades; para calcular moles se usa la relación $\text{moles} = \dfrac{\text{masa (g)}}{\text{masa molar (g/mol)}}$.
Ejemplo de molaridad:
- Si en 3000 mL (3 L) hay 5.67 moles de soluto, $$M = \dfrac{5.67\ \text{mol}}{3\ \text{L}} = 1.89\ \mathrm{M}$$
Ejemplo de molalidad:
- Si hay 5.89 moles de azúcar disueltos en 5 kg de agua, $$m = \dfrac{5.89\ \text{mol}}{5\ \text{kg}} = 1.178\ \mathrm{m}$$
3. Preparación de soluciones en el laboratorio
Material habitual: vaso precipitado, bagueta, embudo, matraz aforado, pipetas volumétricas y micropipetas.
3.1 Desde soluto sólido
- Calcular la masa necesaria con $\text{moles} = \dfrac{\text{masa}}{\text{masa molar}}$ o usar directamente la relación de % deseada.
- Pesar la cantidad de soluto.
- Disolver en un pequeño volumen de agua en vaso precipitado y transferir al ma
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Preparación de soluciones
Klíčové pojmy: Definir solución: soluto y solvente homogéneos, Calcular %m/m por masa de soluto sobre masa de disolución, Calcular %v/v como mL de soluto por 100 mL de solución, Usar $M=\dfrac{\text{mol}}{\text{L}}$ para molaridad, Usar $m=\dfrac{\text{mol}}{\text{kg solvente}}$ para molalidad, Aplicar $V_1C_1=V_2C_2$ en diluciones, Enjuagar y enrasar pipetas para exactitud, Etiquetar soluciones con concentración y fecha, Calcular moles: $\text{mol}=\dfrac{\text{masa (g)}}{\text{masa molar (g/mol)}}$, Normalidad depende de equivalentes del soluto