Concentracion - Instituto Montini

Concentración (I).
En esta actividad aprenderás el significado de la concentración de una sustancia y algunas
de las maneras de expresarla.
Si disolvemos 10 gramos de sal común en un litro de agua o 20 gramos de sal en dos litros
de agua, decimos que ambas tienen la misma concentración.
Explica por qué: __________________________________________________________
_________________________________________________________________________
La concentración es una medida de la cantidad de soluto en relación con la cantidad de
solución. La concentración de las dos disoluciones de arriba es de 10 gramos por litro.
En la siguiente tabla te damos otros seis pares de disoluciones. Tu tienes que decidir cuál
tiene la mayor concentración. En la columna central escribe una I si la de la izquierda tiene
mayor concentración, una D si la de la derecha tiene mayor concentración o un signo = si
las concentraciones son iguales.
Disolución de la Izquierda:
Disolución de la Derecha:
Gramos de sal
(soluto)
Litros de agua
(disolvente)
Gramos de sal
(soluto)
Litros de agua
(disolvente)
10
1
20
2
3
8
4
8
10
4
10
5
1
10
100
1,000
1
10
80
1,000
6
3
3
6
5
2
20
10
=
¿Cómo calcularías la concentración de una disolución? Por ejemplo, en la tercera
disolución de la derecha de la tabla, 10 gramos de sal se disuelven en 5 litros de agua, ¿cuál
sería el valor de la concentración en gramos por litro? _________________________ g/l.
Para las disoluciones de la tabla siguiente, calcula su concentración.
Gramos de sal
(soluto)
Litros de agua
(disolvente)
Concentración
(g/l)
10
5
2
5
2
90
40
1
10
1
4
¿Cuál de las disoluciones de la tabla anterior tendrá un “sabor más salado”?
________________________________________________________________________
En la tabla siguiente completa las cantidades de tres disoluciones posibles que tengan una
concentración de 30 g/l (las primeras dos dan ya un dato; en la tercera tienes más libertad):
Disoluciones con una concentración de 30 g/l
Disolución #1
Gramos de sal:
Disolución #2
Disolución #3
90
Litros de agua:
0.5
¿Cuál de las tres tendría un “sabor más salado”? ________________________________
Discute con tus compañeros la pregunta siguiente: si tienes dos disoluciones de sal en agua,
con concentraciones de 30 g/l y 50 g/l, ¿cuál de ellas tendrá más agua? (la respuesta es que
no se puede saber, pero ¿por qué?).
Existe una concentración muy especial de sal en agua, la cuál tiene un valor de 58.5 g/l.
¿Qué tiene ésta de especial? Primero recordemos cuál es la masa molecular del cloruro de
sodio (NaCl):
Masa atómica del Na + masa atómica del Cl = 23 + 35.5 = _______________
Como recordarás, esto quiere decir que un mol de NaCl tiene una masa de 58.5 gramos.
Así, para el cloruro de sodio, una concentración de:
58.5 g/l
equivale a
1 mol por litro
De acuerdo a lo anterior, en la tabla siguiente realiza las conversiones que se te piden:
Para la sal
común:
Concentración Concentración
en g/l
en mol/l
58.5
1
2
0.2
234
360
A la concentración, medida en moles por litro (mol/l), se le conoce como concentración
molar o molaridad. El símbolo para representar la concentración molar es “M”.
Así, por ejemplo, de la tabla anterior podemos ver que una disolución con una
concentración de 2 M (2 mol/l) de NaCl, tendrá 117 gramos de esta sal por litro.
Una disolución 4 M de NaCl, tendrá _______________________ moles de esta sal por litro
y _____________________________ gramos de esta sal por litro.
¿Qué concentración molar se obtiene al disolver 2 moles de NaCl en medio litro de agua?
_________________________________________________________________________
Supongamos ahora que agregamos 5 gramos de azúcar de mesa a un cuarto de litro. ¿Cuál
será la concentración de esta disolución en gramos por litro? ________________________
Para convertir este valor a moles de azúcar por litro, tenemos que conocer su masa
molecular.
El azúcar de mesa (la sacarosa) tiene como fórmula química a C12H22O11. Así, su masa
molecular puede calcularse como:
12  masa atómica del C + 22  masa atómica del H + 11  masa atómica del O =
12  12 + 22  1 + 11  16 = _________________
Es decir, un mol de C12H22O11 tiene una masa de 342 gramos. De acuerdo con esto, en la
tabla siguiente realiza las conversiones que se te piden:
Para el azúcar
de mesa:
Concentración Concentración
en g/l
en mol/l
342
1
2
0.2
171
2,052
Una disolución 4 M de sacarosa, tendrá _______________________ moles de este azúcar
por litro y _________________________ gramos de este azúcar por litro.
---------------------------La glucosa es el azúcar simple más común en el organismo humano, cuya fórmula química
es C6H12O6. Calcula a continuación su masa molecular:
________________________ = ___________________________
Es decir, un mol de C6H12O6 tiene una masa de _______________________________ g.
En la tabla siguiente realiza las conversiones que se te piden:
Para la
glucosa:
Concentración Concentración
en g/l
en mol/l
180
1
2
0.2
90
900
Una disolución 4 M de glucosa, tendrá _________________________ moles de este azúcar
por litro y _______________________ gramos de este azúcar por litro.
Tarea
Una cucharadita de azúcar contiene más o menos 5 gramos. Una taza para café, tiene una
capacidad aproximada de 250 ml (un cuarto de litro). Usa estos datos para responder las
siguientes preguntas.
Una persona prepara su café con 3 cucharaditas de azúcar en una taza. ¿Qué concentración
de azúcar en gramos por litro tendrá este café? __________________________________
Un químico prepara su café con una concentración molar de 0.1 M de sacarosa.
¿Qué concentración de azúcar en gramos por litro tendrá este café? _____________
¿Cuántos gramos de azúcar le pone a una taza de un cuarto de litro? ____________
Aproximadamente, ¿cuántas cucharaditas le pone? ________________________________
Averigua en tu casa cuánta azúcar le ponen a una limonada (tienes también que saber la
cantidad de agua usada). Con esta información, calcula la concentración molar de azúcar de
una limonada. Compara tu valor con el de tus compañeros para saber dónde hacen la
limonada más dulce. (por si lo necesitas, una cuchara de azúcar contiene más o menos 15
gramos).
Concentración (II).
En esta actividad haremos más diluida y más concentrada una solución, y observaremos el
efecto de este procedimiento sobre el valor de su concentración. También hablaremos de
“solubilidad”.
Tomemos una disolución de 100 gramos de sal en un litro de agua (concentración: 100 g/l)
y agregémosle más agua. ¿Qué puede pasarle al valor de la concentración: aumentará o
disminuirá? _________________________ Por ejemplo, si agregamos un litro más de agua
a la solución anterior, ¿cuál será su concentración resultante? _______________________
Continúa tu razonamiento anterior para completar la tabla siguiente:
Disoluciones con Litros de agua
100 gramos de sal
agregada
Litros de agua
en total
Concentración
(g/l)
-
1
100
1
2
50
3
10
999
¿Cómo varía la concentración con la cantidad total de litros de agua? __________________
Verifica que, en cada caso, al multiplicar los litros totales de agua por la concentración,
siempre se obtiene el valor de 100, que corresponde a la cantidad de gramos de sal.
Si deseáramos una concentración de 4 g/l, ¿cuántos litros de agua habría que agregar a la
disolución inicial? (Para resolver esto, auxíliate con la siguiente continuación de la tabla):
4
¿Se puede llegar a una concentración de 0.001 g/l? _____________________________
¿Se puede llegar a una concentración de 0.000001 g/l? __________________________
Discútelo con tus compañeros.
Hagamos ahora el proceso inverso. Extraigamos agua pura de una disolución. ¿Qué puede
pasarle al valor de su concentración al hacer esto: aumentará o disminuirá?
_______________________________________________________________________
Extraer agua de una solución no es cosa de magia. Un método común para separar una
disolución de un sólido en un líquido (como la sal en el agua de mar) es la destilación. Se
calienta el agua para que se vaya evaporando o se hierve el agua, dejando así que la sal se
quede a una mayor concentración.
Supón que tenemos una disolución de 100 g de sal en 10 l de agua (concentración: 10 g/l) y
extraemos 5 litros de agua pura, ¿cuál será su concentración resultante una vez que se agite
bien? ____________________________________________________________________
El ejemplo anterior está sintetizado en la segunda fila de números de la tabla siguiente (la
primera fila da los valores iniciales). Obsérvalos y continúa llenándola de acuerdo con
ellos.
Disoluciones con Litros de agua
100 gramos de sal
extraída
Litros de agua
que quedan
Concentración
(g/l)
-
10
10
5
5
20
9
0.5
9.9
¿Crees que podamos llegar a concentraciones más y más grandes extrayendo agua?
_________________________________________________________________________
Explica: __________________________________________________________________
Discute las siguientes ideas con tus compañeros. Imagina que tienes un litro de agua y le
agregas un poco de sal. Esta se disolverá, ¿no es así? __________________________
Supón ahora que sigues agregando más y más sal, mezclándola con el agua. ¿Crees que
llegará el momento en que el agua ya no pueda disolver toda la sal? _________________
¿Crees que se pueden disolver 10 kilos de sal en un litro de agua? ___________________
--------------------------------------
En realidad, el agua tiene una capacidad máxima (solubilidad) para disolver la sal y otras
sustancias. Por ejemplo, en un litro de agua se pueden disolver como máximo 360 gramos
de sal. Si se le agrega más sal, el agua no podrá disolverla. Cuando se llega a esta
concentración (360 g/l) se dice que se tiene una disolución saturada.
¿Cuántos gramos de sal se necesitan para saturar 5 litros de agua? ___________________
¿Cuántos gramos de sal se necesitan para saturar 100 ml de agua? ___________________
¿A cuánto equivale la concentración de saturación del cloruro de sodio en moles por litro?
_________________________________________________________________________
La solubilidad de la sacarosa es aproximadamente de 6 mol/l (muy parecida a la de la sal
común que obtuviste en el párrafo anterior). Es decir, se pueden disolver como máximo 6
moles de este azúcar en un litro de agua.
¿Cuántos gramos de este azúcar saturan un litro de agua? ______
¿Cuántos gramos como máximo, del azúcar de mesa, se pueden disolverse en 100 ml de
agua? ____________________________________________________________________
Concentración (III).
En esta actividad continuaremos con la investigación de la segunda parte de este tema, en la
que diluimos o hicimos más concentrada una disolución.
Pensemos en la siguiente situación general. Tenemos una disolución inicial de un soluto y
agua a la cual se le agrega o se le extrae cierta cantidad del soluto o de agua, obteniendo así
una disolución final. Usando el ejemplo específico de la segunda parte, supongamos que
tenemos una disolución de 100 g de sal en 10 l de agua y que extraemos de ella, 5 litros de
agua pura.
Construye una hoja de cálculo como la indicada a continuación para que represente este
tipo de situaciones. Las celdas que necesitan fórmulas serían C11 y D11 para calcular las
cantidades totales de soluto y agua en la disolución final (C11=C3+C7). También requieren
de fórmulas las celdas E3, F3, E11 y F11 para calcular las concentraciones de la disolución
inicial y final (nota que para la concentración molar necesitas la masa molecular del soluto
dada en la celda A7).
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Nombre del
soluto
sal
Masa
molecular
58.5
B
C
D
Datos disolución inicial:
Cantidad
Cantidad
soluto (g)
agua (l)
100
10
E
F
Concentración Concentración
(g/l)
molar (mol/l)
10
0.17094
Cantidades agregadas (+) o extraídas (-)
Cantidad
Cantidad
soluto (g)
agua (l)
0
-5
Datos disolución final:
Cantidad
Cantidad
soluto (g)
agua (l)
100
5
Concentración Concentración
(g/l)
molar (mol/l)
20
0.34188
Con tu hoja de cálculo, resuelve los siguientes problemas:

A una disolución de 100 g de sal y 10 l de agua, se le extrae 9.5 l de agua. Por el mismo
proceso de extracción de agua, se pierden también 15 g de sal. ¿Cuál es la
concentración final de la disolución? ______________________________________ g/l
_________________________________________________________________ mol/l.
Comprueba que la concentración aumentó 17 veces.

A una disolución de 100 gramos de sal y 10 litros de agua, se le agrega sal hasta que se
satura a una concentración de 360 g/L. ¿Cuántos kilos de sal se tuvieron que agregar?
________ ¿Cuál fue la concentración molar final? ____________

En un frasco se tiene una disolución que contiene 20 ml (0.02 l) de agua a una
concentración de 0.5 g/l. Encuentra la cantidad de sal que contiene (varía esta cantidad
en tu hoja hasta que obtengas la concentración correcta) ________________________
¿Qué cantidad de agua se le debe agregar a la disolución anterior para obtener una
concentración molar de 0.01 g/l? ___________________________________________

A 2 l de agua se le agregan 100 g de azúcar de mesa (peso molecular: 342). ¿Cuál es la
concentración molar de esta disolución? _____________________________________
¿Qué cantidad de azúcar hay que agregar a la disolución anterior para que tenga una
concentración molar de 1 mol/l? ____________________________________________

Se tiene un disolución de 2 l de agua con 100 g de azúcar. Encuentra cuatro manera de
agregar agua y azúcar para que la concentración aumente a 200 g/l:
Gramos de azúcar
agregados:
Litros de agua
agregados:
1 manera:
2 manera:
3 manera:
4 manera:
¿Cuánta agua hay que dejar evaporar de la disolución original para llegar a una
concentración de 200 g/l? ________________________________________________