Teoría Ejercicios

Concentración

La concentración expresa la cantidad de soluto disuelto en una cantidad determinada de disolvente o de disolución.

Cuanto mayor es la proporción de soluto, más concentrada está la disolución. Cuanto menor es esa proporción, más diluida está. Para indicar esa cantidad se usan distintas formas de expresión según lo que se mida: masa, volumen o una combinación de ambas.

¿Por qué es importante expresar la concentración?

  • Permite comparar disoluciones.
  • Sirve para preparar mezclas con una composición concreta.
  • Ayuda a interpretar etiquetas de productos, medicamentos o disoluciones de laboratorio.
  • Es fundamental para resolver problemas de química, biología y tecnología.

Magnitudes que debes distinguir

  • Soluto: sustancia que se disuelve.
  • Disolvente: sustancia que disuelve al soluto.
  • Disolución: mezcla homogénea formada por soluto y disolvente.
  • Masa de disolución: suma de la masa del soluto y la masa del disolvente.
  • Volumen de disolución: volumen final de la mezcla.

Una de las confusiones más frecuentes consiste en usar la masa del disolvente en lugar de la masa de la disolución, o el volumen de una parte en lugar del volumen final. En los porcentajes siempre se compara con la disolución total.

Concentración masa/volumen (m/v)

La concentración masa/volumen indica qué masa de soluto hay en un volumen determinado de disolución. No se expresa en forma de porcentaje, sino con unidades como g/mL o, más habitualmente, g/L.

\[\text{Concentración (m/v)} = \frac{\text{masa de soluto (g)}}{\text{volumen de disolución (mL)}}\]

Si el volumen se expresa en litros, la concentración suele escribirse directamente en g/L:

\[\text{Concentración (g/L)} = \frac{\text{masa de soluto (g)}}{\text{volumen de disolución (L)}}\]

Esta forma de concentración se usa mucho en laboratorio, farmacia, biología y en problemas donde interesa saber cuántos gramos hay en un volumen final concreto.

Ejemplo: 1 10 g de sal en 500 mL de disolución

m/v = 10/500 = 0.02 g/mL

Como 500 mL = 0.5 L, también puede expresarse como:

10 / 0.5 = 20 g/L

Pasos para calcular la concentración masa/volumen

  1. Identificar la masa del soluto en gramos.
  2. Medir el volumen final de la disolución.
  3. Dividir la masa entre el volumen.
  4. Expresar el resultado con unidades, por ejemplo g/mL o g/L.

Porcentaje en masa (m/m)

El porcentaje en masa indica cuántos gramos de soluto hay en cada 100 g de disolución.

\[\text{\% en masa} = \frac{\text{masa de soluto}}{\text{masa de disolución}} \times 100\]

Si una disolución es del 4% en masa, eso significa que hay 4 g de soluto por cada 100 g de disolución.

Ejemplo: 2 12 g de azúcar en 288 g de agua

Masa de disolución = 12 + 288 = 300 g
\% en masa = (12 / 300) x 100 = 4%

Pasos para calcular el porcentaje en masa

  1. Identificar la masa del soluto.
  2. Calcular la masa total de la disolución.
  3. Dividir masa de soluto entre masa de disolución.
  4. Multiplicar por 100.

Porcentaje en volumen (v/v)

El porcentaje en volumen indica cuántos mililitros de soluto hay en cada 100 mL de disolución.

\[\text{\% en volumen} = \frac{\text{volumen de soluto}}{\text{volumen de disolución}} \times 100\]

Se usa sobre todo cuando tanto el soluto como el disolvente son líquidos.

Ejemplo: 3 25 mL de etanol y 75 mL de agua

Volumen de disolución = 100 mL
\% en volumen = (25 / 100) x 100 = 25%

Cómo elegir la expresión adecuada

  • Usa m/v cuando quieras expresar gramos de soluto por litro o por mililitro de disolución.
  • Usa % m/m cuando trabajes con masas.
  • Usa % v/v cuando compares volúmenes de líquidos.

Disoluciones diluidas y concentradas

Dos disoluciones pueden contener el mismo soluto y el mismo disolvente, pero no tener la misma concentración.

  • Disolución diluida: contiene poca cantidad de soluto respecto a la cantidad total de disolución.
  • Disolución concentrada: contiene una cantidad relativamente alta de soluto.

Por ejemplo, una disolución al 2% m/m está más diluida que una disolución al 15% m/m del mismo soluto.

Dilución

Diluir una disolución significa añadir más disolvente sin cambiar la cantidad de soluto. Al hacerlo, la concentración disminuye.

En muchos ejercicios se usa la relación:

\[C_1V_1 = C_2V_2\]

donde la cantidad de soluto permanece constante antes y después de la dilución.

Errores frecuentes

  • Confundir masa de disolvente con masa de disolución.
  • Olvidar multiplicar por 100 al calcular un porcentaje.
  • Mezclar gramos con mililitros sin comprobar si se pide un porcentaje o una concentración en g/L.
  • Pensar que una dilución cambia la cantidad de soluto; en realidad cambia solo la concentración.

Resumen rápido

Tipo de concentraciónExpresiónSignificado
Concentración masa/volumeng/L o g/mLg de soluto por cada litro o mililitro de disolución
Porcentaje en masa% m/mg de soluto por cada 100 g de disolución
Porcentaje en volumen% v/vmL de soluto por cada 100 mL de disolución