16.7: Soluciones por ciento
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Soluciones por ciento
Una forma de describir la concentración de una solución es por el porcentaje de un soluto en el disolvente. El porcentaje se puede determinar adicionalmente de una de dos maneras: (1) la relación de la masa del soluto dividida por la masa de la solución o (2) la relación del volumen del soluto dividida por el volumen de la solución.
Porcentaje de Masa
Cuando el soluto en una solución es un sólido, una forma conveniente de expresar la concentración es en porcentaje en masa\(\left( \frac{\text{mass}}{\text{mass}} \right)\), que es los gramos de soluto por\(100 \: \text{g}\) solución.
\[\text{Percent by mass} = \frac{\text{mass of solute}}{\text{mass of solution}} \times 100\%\nonumber \]
Supongamos que se preparó una solución disolviendo\(25.0 \: \text{g}\) el azúcar en\(100 \: \text{g}\) agua. El porcentaje en masa se calcularía por:
\[\text{Percent by mass} = \frac{25 \: \text{g sugar}}{125 \: \text{g solution}} \times 100\% = 20\% \: \text{sugar}\nonumber \]
A veces es posible que desee componer una masa particular de solución de un determinado porcentaje en masa, y necesite calcular qué masa del disolvente usar. Por ejemplo, se necesita hacer\(3000 \: \text{g}\) de una\(5\%\) solución de cloruro de sodio. Se puede reorganizar y resolver para la masa de soluto:
\[\text{mass of solute} = \frac{\text{percent by mass}}{100\%} \times \text{mass of solution} = \frac{5\%}{100\%} \times 3000 \: \text{g} = 150 \: \text{g} \: \ce{NaCl}\nonumber \]
Tendrías que\(150 \: \text{g}\) pesar\(\ce{NaCl}\) y agregarlo a\(2850 \: \text{g}\) de agua. Observe que fue necesario restar la masa del\(\ce{NaCl}\)\(\left( 150 \: \text{g} \right)\) de la masa de solución\(\left( 3000 \: \text{g} \right)\) para calcular la masa del agua que habría que agregar.
Porcentaje de Volumen
El porcentaje de soluto en una solución se puede determinar más fácilmente por volumen cuando el soluto y el disolvente son ambos líquidos. El volumen del soluto dividido por el volumen de la solución, expresado como porcentaje, produce el porcentaje por volumen\(\left( \frac{\text{volume}}{\text{volume}} \right)\) de la solución. Si se hace una solución añadiendo\(40 \: \text{mL}\) de etanol a\(20 \: \text{mL}\) de agua, el porcentaje en volumen es:
\[\begin{align*} \text{Percent by volume} &= \frac{\text{volume of solute}}{\text{volume of solution}} \times 100\% \\ &= \frac{40 \: \text{mL ethanol}}{240 \: \text{mL solution}} \times 100\% \\ &= 16.7\% \: \text{ethanol} \end{align*}\nonumber \]
Con frecuencia, las etiquetas de ingredientes en los productos alimenticios y medicamentos tienen cantidades listadas como porcentajes (vea la figura a continuación).
Resumen
- La concentración de una solución es una medida de la cantidad de soluto que se ha disuelto en una cantidad dada de disolvente o solución.
- Una solución concentrada tiene una cantidad relativamente grande de soluto disuelto.
- Una solución diluida tiene una cantidad relativamente pequeña de soluto disuelto.
- Se describen técnicas para el cálculo del porcentaje de masa y concentración de solución porcentual en volumen.