DISOLUCIONES Y CONCENTRACIONES

En este artículo se explica en qué consiste una disolución, qué son las medidas de concentración de disoluciones y se incluye una recopilación de las diferentes formas de expresar concentraciones.

Es muy importante que recordéis que una disolución consta de un soluto, que está en menor proporción disuelto en un disolvente, y del disolvente que es el que presenta mayor proporción. En los ejercicios que os pedirán en los exámenes la disolución se encontrará en fase líquida y el disolvente será siempre agua (H2O). Sin embargo el soluto puede ser un sólido (NaCl, NaOH, CaCl...) o un líquido (HNO3, H2SO4...)

En el dibujo anterior el soluto está representado por las esferas, el disolvente sería el líquido azul que lo rodea y la disolución sería todo el conjunto.

¿Para qué existen las medidas de concentración? 

Cuando se hace un experimento es importante conocer las concentraciones que se han de añadir de cada disolución para poder reproducir el experimento en otra ocasión y en cualquier lugar del mundo. Por esto último también es muy importante especificar en qué condiciones de presión y de temperatura se realiza el experimento. 

¿Qué significan?

Al fin y al cabo, cualquiera de las medidas de concentración que uséis os va a dar información sobre qué cantidad de soluto hay en una cierta cantidad de disolvente. Y esta propiedad es intensiva, es decir, el valor de la concentración permanece constante si del matraz extraes con una pipeta diferentes volúmenes de la disolución.

Vamos a suponer que cada bola azul es un mol de un soluto y que el recipiente A contiene un litro de disolución. La concentración de la disolución en molaridad es la cantidad de moles de soluto que hay en un litro de disolución. Por tanto, la molaridad de la disolución en A es 10 mol/l ó 10 M.

¡Ojo, estas concentraciones son muy elevadas y no las vais a encontrar, pero lo hago así para que la explicación sea más visual!

Si extraemos la mitad de la disolución con una pipeta y la vertemos en el recipiente B, lógicamente nos habremos llevado la mitad del disolvente y la mitad del soluto porque tanto el soluto como el disolvente están repartidos homogéneamente en la disolución. Por tanto si tenemos 5 moles de soluto en 0.5 litros de disolución, la concentración molar en B es 10 mol/l ó 10 M.

En el caso de que extrajéramos 0.3 litros de disolución de cualquiera de los dos recipientes anteriores A o B y la vertiéramos en el recipiente C, estaríamos cogiendo 3 moles de soluto, por lo que su concentración molar sería 10 mol/l ó 10 M según el razonamiento anterior.

Como habéis comprobado, la concentración de una disolución es intensiva y no varía cuando se toma una alícuota ¹ . Sin embargo, la concentración varía si le añadimos disolvente (diluir), le añadimos soluto (concentrar), o realizamos mezclas de varias disoluciones con concentraciones distintas, existan reacciones químicas o no entre sus componentes.

¹ Una alícuota es la parte que se coge de  un volumen o de una masa inicial.

Espero que hayas entendido todo hasta aquí. Si no, ¡mándame tu duda!

A continuación recojo las distintas formas de expresar concentraciones en una disolución. Pero antes de todo recordad que un mol es la cantidad de la sustancia en gramos entre su masa molecular:

n=M (g)/Mm (g/mol)

Molaridad (M):

Molaridad=moles soluto/Volumen dscn (L)    


¡Ojo, siempre hay que poner el volumen de la disolución en litros!

Gramos por litro:

g/l=masa soluto(g)/Volumen dscn(L)


Tanto por ciento en masa:

% masa=[g(soluto)/g(disolución)]·100

Tanto por ciento en volumen:

%volumen=[g(soluto)/cm3(disolución)]·100

Recuerda que un centímetro cúbico equivale a un mililitro.

Tanto por ciento en masa/volumen: 

% volumen=[g(soluto)/cm3(disolución)]·100

Tanto por ciento en volumen/volumen:

% volumen=[ml(soluto)/ml(disolución)]·100

Gramos por litro:

g/l=masa soluto(g)/Volumen dscn(L)

Fracción molar:

Del soluto
Xs=moles soluto/moles disolución

Del disolvente

Xd=moles disolvente/moles disolución

Recordad que la suma de las dos fracciones debe ser uno. Por tanto, si tenéis una sólo necesitáis despejar para saber la otra. 

Xs+Xd=1

Normalidad (N):

N=equivalentes soluto/V disolución (L)

N=M·n

La normalidad es un poco más complicada. Tenéis que saber el número de equivalentes (n) que tenéis del soluto.

En un ácido, n es el número de hidrógenos que el ácido puede liberar. Por ejemplo, en el ácido sulfúrico (H2SO4) serían dos (tiene dos hidrógenos en la molécula).

En una base, n es el número de OH que puede liberar. Por ejemplo en el caso de la sosa o hidróxido sódico (NaOH) sería 1 (hay un OH en la molécula).

En las sales, n es el producto de las cargas del anión por las del catión. Por ejemplo, en el cloruro de calcio (Ca2Cl) sería dos, ya que el calcio tiene valencia +2 y el Cl tiene valencia -1. Por tanto 2x1=2.

Y si os piden hallar el peso equivalente de una sustancia, o tenéis su masa molecular y el peso equivalente y os preguntan el número de equivalentes, podéis utilizar la siguiente relación:

Peq=Mm/n

Molalidad (m):

m= moles soluto/ Kg disolvente

Para hallar la masa del disolvente, podéis utilizar la ecuación de la densidad, que suele expresarse en g/cm3:

ρ=m/V  

Y esto es todo de momento. Espero que no os haya resultado muy arduo y sobre todo que lo hayáis entendido. Por favor, mandadme cualquier duda.

Besitos de la quimicucha.