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INSTITUCIÓN EDUCATIVA FEDERICO SIERRA ARANGO
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Docente:
John Jairo Pérez M
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Grado:
Undécimo
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Fecha:
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Área: Ciencias Naturales y Educación ambiental
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Guía informativa - ejercitación
Unidades de concentración físicas y químicas
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Asignatura
Química
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UNIDADES DE CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES
PRUEBA DE ALCOHOLEMIA
“La importancia de medir la cantidad de alcohol en sangre”
Por estos días es común escuchar noticias, donde inocentes son víctimas de conductores ebrios que embisten su automóvil, contra una casa, un carro o contra personas que transitaban normalmente por una vía. La legislación Colombiana todavía no ha expedido medidas serias contra los irresponsables, pero la ciencia ha sido clara en el asunto: existe una relación directa entre la concentración de alcohol que se disuelve en la sangre y la pérdida de las funciones motoras que van desde la desinhibición, relajación, alteración coordinación y tiempo de reacción hasta la anestesia casi completa, confusión y coma.
La pregunta sería, ¿cómo podemos regular la ingesta de alcohol para alcanzar tan solo un estado de simpatía, sin ocasionar problemas para nosotros y los demás? La respuesta es descorazonadora, pues intervienen muchos factores: la genética, el metabolismo (normalmente se metaboliza más rápido en la mujer que en el hombre), el peso y el historial de consumo alcohólico de cada uno (las personas acostumbradas a beber “aguantan” más); la manera como se consume esa cantidad de alcohol: si se diluye con un refresco, si se bebe a secas o con comida y cuánto se tarda en ingerirla. Cuanto más diluido esté el alcohol, con más comida se acompañe y más se espacie su consumo, menores serán los efectos. Sin embargo, el factor principal es la cantidad de alcohol que se consume, la proverbial lamentación “Pero si sólo me tomé dos copas”, puede significar cualquier cosa. Por este motivo, el grado de alcoholemia se calcula a partir de la concentración de alcohol en sangre o CAS: el número de gramos de alcohol en por 100 mililitros de sangre. La CAS no se mide directamente en la sangre (salvo en la autopsia), sino a través del aliento, ya que el alcohol pasa de la sangre a la respiración a través de los pulmones. El alcohol está unas 2100 veces más concentrado en la sangre que en el aliento, por lo que los alcoholímetros se regulan para que den la lectura correcta de concentración en sangre.
El alcohol ingerido se diluye uniformemente en el agua de todo el cuerpo; un 80% de la absorción tiene lugar en el estómago y el 20% restante en el intestino delgado. La CAS dependerá, por lo tanto, de la cantidad de agua que contenga la persona en el cuerpo: cuanta más agua haya en el torrente sanguíneo, menos se concentrará una misma cantidad de alcohol y menores serán sus efectos fisiológicos. Una vez más, cada persona es diferente, pero en promedio los hombres tienen un 50% m/m de agua y las mujeres un 49%, mientras que en sangre un 80,6% es agua tanto en hombres como en mujeres.
En fin, es necesario ser conscientes de los efectos del alcohol, los menores de edad, por ejemplo, no deberían ni olerlo, es triste escuchar frases ignorantes como: “mi hijo sí toma porque es un varón” o “yo si lo dejo beber en la fiesta familiar porque está conmigo”. Y qué decir de los adultos, es mejor tener “Inteligencia vial”, antes que su imprudencia los atropelle.
Desafío
Si la densidad de la sangre es de 1,06 gramos por mililitro ¿Cuál es la cantidad total de alcohol consumida por un persona de 77 Kilos que ha bebido 5 cervezas.
CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES
La concentración de una solución es una medida de la cantidad de soluto presente en cierta cantidad de solvente (o solución).
Unidades Físicas de Concentración: el valor de estas unidades no depende de la naturaleza de las sustancias que forman la solución.
Porcentaje en masa (% m/m o % p/p)
Porcentaje en volumen (% v/v)
Porcentaje masa-volumen (% m/v o % p/v)
Partes por millón (ppm)
 
Ejemplo 1: se disuelven 25 g de KMnO4 en 500 ml de agua. Determinar la concentración de la solución formada en % p/p, %p/v y ppm.
 
Ejercicios
¿Cuál es la concentración en ppm de cloruro férrico presente en una muestra de agua, si en 900 ml de solución hay 4,5 mg de sal?
¿Cuál es la concentración % m/m de hidróxido de sodio para una disolución que se preparó disolviendo 8,0 g del hidróxido en 50,0 g de agua? R// 13,8%
Un jarabe antialérgico contiene como principio activo una sustancia llamada difenhidramina (C17H21NO). ¿Cuál será su concentración % m/v en 1000 mL de este medicamento si contiene 2,5 g de C17H21NO? R//0,25%
¿Cuál será la concentración % v/v de una disolución acuosa de metanol (CH3OH) si se disuelven 10 mL de CH3OH en agua hasta completar un volumen de 50 mL? R// 20%
El suero fisiológico es una disolución que se emplea para inyecciones intravenosas; tiene una concentración 0,9 % m/m de cloruro de sodio. ¿Qué masa de sal se requiere para preparar 500 g de esta disolución?
¿Qué volumen de etanol (C2H6O) se necesita para preparar 250 mL de disolución acuosa al 70 % v/v?
El nitrato de amonio (NH4NO3) es un importante abono para los suelos. ¿Cómo prepararías 1 L de disolución acuosa de NH4NO3 al 12 % m/v?
¿Cuántos gramos de solvente se requieren para preparar una solución al 20% p/p de sulfato cúprico que contenga 80g de soluto?
Calcular el % v/v de 650 ml de una solución de ácido nítrico que se preparó utilizando 70g de ácido. ρácido=1,42 g/ml.
El ácido sulfúrico concentrado es H2SO4 al 95% en masa. ¿Cuántos gramos de H2SO4 hay en 800 g del ácido? ¿Cuántos mililitros del ácido hay que emplear para obtener 800 g de H2SO4? (La densidad del ácido es 1.84 g/ml) R// 760 g, 458 ml
Unidades Químicas de Concentración: estas unidades dependen del tipo de sustancia o sustancias que forman la solución.
Molaridad (M): 
Molalidad (m): 
Normalidad (N): 
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Ácido
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Base
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Sal
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E
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# de Hidrógenos (H) presentes
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# de grupos OH presentes
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# de oxidación del metal
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Fracción Molar (X): 
Ejemplo 2: se mezclan 5.5 ml de H2SO4 (densidad 1.84 g/ml) con 494.5 ml de agua. Determinar la concentración de la solución resultante en M, m, N y X.
g de H2SO4 = (1.84 g/ml)(5.5 ml) = 10.12 g
 
 
DILUCIONES: Una muestra de una solución de concentración conocida (solución patrón) se puede diluir con agua para preparar una solución de cualquier concentración que sea inferior a la de la solución original. La ecuación general para diluciones se puede escribir como:
V1C1 = C2V2
Se puede hacer uso de cualesquiera unidades de volumen para V1 y V2 y de cualesquiera unidades de concentración para C1 y C2 en los cálculos que impliquen diluciones, pero no se debe cambiar de unidades durante los cálculos.
Ejemplo 3: ¿Cuántos mililitros de una solución de sal al 5.00 % habría que utilizar para preparar 750 ml de una solución de la sal al 1.00 %?
V1 x 5.00 % = 750 ml x 1.00 % V1 = 150 ml
Ejercicios
¿Cuál será la molaridad de una disolución acuosa de sulfato de cobre (II) que contiene 10 gramos de soluto en 350 mL de disolución? R// 0,18 M
¿Cuál es la molalidad de una disolución de glucosa (C6H12O6) si se disuelven 108 g de este azúcar en 0,5 L de agua? R// 1,2 m
¿Cuál será la normalidad de una disolución de hidróxido de sodio que contiene 8 g de esta sustancia en 200 mL de disolución? R// 1 N
Una disolución contiene 5,8 g de cloruro de sodio y 100 g de agua. Determina la fracción molar de los componentes en disolución. R// 0,017
Un químico debe informar la concentración de una disolución de hidróxido de sodio cuyo volumen es de 500 mL. Esta se preparó disolviendo 6,0 g del hidróxido en 500 g de agua. Con estos antecedentes, el profesional debe calcular la concentración de la disolución expresándola en las siguientes unidades: % m/m; % m/v; M; m y N. R// 1,19; 1,2; 0,3.
Un químico debe preparar 150 mL de una disolución 0,05 M de cloruro de calcio. Luego, a partir de esta disolución, debe preparar 500 mL de otra disolución de dicha sal, pero con una concentración de 0,01 M.
¿Cuántos gramos de cloruro de calcio necesitará el profesional para preparar la primera disolución?
¿Cuál será el volumen de la alícuota de disolución estándar que debe tomar el químico para preparar la disolución requerida?
R// 0,83 g; 100 mL
Calcula la masa de soluto necesaria para preparar cada una de las siguientes soluciones:
50 ml de solución al 0,25M de sulfato de cobre en agua.
100 g de solvente 0,025 m de C12H22O11.
25 ml de solución 2 N de hidróxido de sodio.
R// 0.2 g; 0.856 g; 2 g
¿Cuántos gramos de nitrato de sodio hay que tomar para preparar 1.500 mL de disolución 2M? R//55 g.
La densidad de una disolución que contiene 5.0 g de tolueno (C7H8) y 225 g de benceno (C6H6) es de 0.876 g/mL, calcule la molaridad de la disolución.
Calcula la molaridad y la molalidad de una solución al 10% p/p de ácido fosfórico que se preparó con 27g de ácido. Densidad de la solución: 1,35 g/cm3. R// 1.377 M, 1.592 m
Calcule la normalidad de una solución de H3PO4 que tiene 20g de H3PO4 en 500 ml de solución.
El ácido clorhídrico concentrado de laboratorio es una solución que tiene una concentración de 33% m/m y una densidad de 1.19 g/ml. Calcule la molaridad y la normalidad de esta solución.
Calcular la fracción molar de cada componente en una solución que contiene 80g de H2O, 0.2 mol de ácido clorhídrico, 4,9x10-2 kg de ácido sulfúrico y 10000 mg de cloruro de sodio.
¿Con qué molaridad queda una solución preparada por adición de 1 L de agua a 200 ml de solución 0.6 M de cloruro de sodio?
¿Cuántos ml de solución NaOH 1 M deben diluirse para preparar 250 ml de NaOH 0.2 M?
¿Cuántos ml de agua se deben agregar a 300 ml de ácido clorhídrico 1.5 M para que la solución resultante quede 1.0 M?
BIBLIOGRAFÍA
Burns, Ralph A. Fundamentos de Química. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A., México, 2a. ed. 1996.
Guzmán Mora, Nora Yolanda et al. Química 10. Química general e inorgánica. Santillana, Bogotá, 1996.
Mora Penagos, William Manuel et al. Molécula I. Voluntad, Bogotá, 2003.
Umlad, Jean B. y J.M. Bellama. Química General. Internacional Thomson Editores, México, 3ª. ed. 2000.
Poveda Vargas, Julio César. Química 10º. Educar Editores, Bogotá. 2ª. ed. 1997.
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