SeminarioPráctica2 BQI 2015-16
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CONCEPTOS BÁSICOS Unidades de medida Unidades básicas del SI Unidades derivadas del SI de uso común Prefijos para múltiplos y submúltiplos decimales Unidades de uso común no propias del SI Preparación de soluciones Cálculos básicos Diluciones UNIDADES DE MEDIDA Unidades básicas del Sistema Internacional de Pesas y Medidas (SI) Magnitud física Versión ampliada del Sistema Métrico Decimal Consta de siete unidades básicas independientes para cuantificar diferentes magnitudes físicas Longitud Nombre de la Símbolo unidad metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Corriente eléctrica amperio A kelvin K candela cd mol mol Temperatura Intensidad luminosa Cantidad de sustancia UNIDADES DE MEDIDA Unidades derivadas del SI de uso común Dos o más unidades básicas pueden combinarse (dividirse o multiplicarse) para generar unidades SI derivadas Algunas recibieron el nombre de científicos destacados en el tema a que se refieren Magnitud física Nombre de la unidad Símbolo Unidades (operación) Área metro cuadrado m2 m x m Volumen metro cúbico m3 m x m x m Velocidad metro por segundo m/s m : s Potencia vatio (Watt) W J : s Voltaje voltio (Volt) V W : A Resistencia ohmio (Ohm) V : A Temperatura Celsius grado Celsius 0C K – 273,16 mol/m3 mol : m3 Concentración mol por de sustancia metro cúbico UNIDADES DE MEDIDA Prefijos utilizados en el SI Múltiplos Unidades básicas o derivadas pueden resultar muy grandes o muy pequeñas para representar una magnitud. Se admiten entonces prefijos para formar múltiplos o submúltiplos decimales de las unidades del SI Prefijo Submúltiplos Factor Símbolo Prefijo Factor Símbolo Deca 101 da Deci 10‐1 d Hecto 102 h Centi 10‐2 c Kilo 103 k Mili 10‐3 m Mega 106 M Micro 10‐6 Giga 109 G Nano 10‐9 n Tera 1012 T Pico 10‐12 p Peta 1015 P Femto 10‐15 f Exa 1018 E Ato 10‐18 a Zetta 1021 Z Zepto 10‐21 z Yotta 1024 Y Yocto 10‐24 y UNIDADES DE MEDIDA Unidades de uso común no propias del SI Magnitud física Unidad Símbolo Valor en unidad SI Día d 86400 s Hora h 3600 s Minuto min 60 s Litro I o L 10‐3 m3 Tonelada t 1000 kg Dalton Da 1,66 x 10‐27 Kg Área Hectárea ha 104 m2 Longitud Ångström Å 0,1 nm (10‐10 m) Energía Caloría cal 1,1868 J Tiempo Debido a su uso generalizado hay determinadas unidades que han tenido que ser aceptadas por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas Volumen Masa Algunas reglas para expresar magnitudes con símbolos del SI • • • • • • • • • • Símbolos siempre en singular. Ejemplo 4 kg y no 4 kgs. El nombre completo de una unidad se indica en plural si es necesario. Ejemplo: 4 kilogramos. Los prefijos no deben usarse solos, sino con la unidad que modifican. Ejemplo: 14 gigabytes y no 14 gigas. No es necesario usar el punto después de un símbolo. Ejemplo: 4 kg de masa y no 4 kg. de masa. Dejar siempre un espacio entre el número que indica la cantidad y el símbolo de la unidad. Ejemplo: 5 s y no 5s. Los puntos o comas se utilizan para los números decimales. Ejemplo: 1125667,45 o 1125667.45 pero no 1.125.667,45 Siempre se coloca un cero a la izquierda de la coma o el punto decimal para los números menores de uno. Ejemplo: 0.45 o 0,45 y no .38 o ,38 Los símbolos de las unidades que contienen varias magnitudes no deben mezclarse con la información que se da sobra las mismas. Ejemplo: la concentración de glucosa es 6 g/l y no la concentración es de 6 g de glucosa/l. Al indicar una cantidad de una magnitud tenemos que indicarlo todo en letras o todo en símbolos pero no mezclarlos. Ejemplo: 6 gramos por litro o 6 g/l son correctos. Pero 6 gramos/l, 6 g/litro, 6 gramos/litro o 6 g por l son incorrectos. Las cantidades se expresarán en números y con los símbolos de las unidades. Ejemplo: la diferencia de potencial es de 250 V y no 250 voltios. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Cálculos Básicos La concentración de una sustancia (soluto) en una solución de disolvente debería expresarse en: • mol/l si conocemos su peso molecular • masa por litro (por ejemplo g/l) si no conocemos su peso molecular Molaridad: expresa concentración de una sustancia en número de moles de la misma por litro de solución. Se simboliza como M (ej. 2M NaOH). Debería sustituirse por mol/l Debido a su uso generalizado se aceptan otras formas de expresar la concentración Porcentaje: expresa concentración de una sustancia en número de partes de soluto por 100 partes de la solución. Puede ser: • Peso por unidad de peso (p/p): la proporción de soluto en gramos por 100 g de solución. Ejemplo: NaOH al 10% (p/p) en agua tendría 10 g de NaOH y (100-10)=90 g de agua • Volumen por unidad de volumen (v/v). Similar al anterior pero expresado en unidades de volumen. Ejemplo: HCl al 5% (v/v) tendría 5 ml HCl y (100-5)=95 ml de agua • Peso por unidad de volumen (p/v): la proporción de soluto en gramos por 100 ml de solución. Ejemplo: NaCl al 1% (p/v) tendría 1 g de NaCl y ajustaríamos el volumen final de la disolución resultante a 100 ml. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Cálculo de Molaridad. Ejemplo 1 Preparar 1.5 l de una solución de NaOH 0.1 M. Calcular cuántos gramos de NaOH se deben pesar 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Se necesita conocer el peso molecular del NaOH: 40 g/mol 0.1 M significa una concentración de 0.1 mol/l Prepararemos 1.5 l que contendrán 0.1x1.5=0.15 mol En gramos equivale a 40 g/mol x 0.15 mol = 6 g Pesaremos 6 g de NaOH Disolveremos en algo menos de 1.5 l de agua (aprox. 1.4 l) Ajustaremos el volumen final a 1.5 l después de disolver Precaución: al calcular el peso molecular es necesario tener en cuenta el agua de hidratación que contienen algunos compuestos. Lo mejor es disponer del peso molecular que indica el envase PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Diluciones. Ejemplo 2 Preparar 500 ml de una solución de H2SO4 0.1 M. Calcular cuántos gramos de H2SO4 se deben pesar Muchos ácidos y algunas bases se suministran en forma de disoluciones concentradas que deben diluirse para obtener una disolución de una determinada concentración. Seguiríamos los siguientes pasos. 1. Se necesita conocer la concentración del H2SO4 concentrado, usualmente 18 mol/l. 2. Prepararemos 500 ml de una concentración 0.1 mol/l. 3. Aplicaremos la ecuación más usada para preparar diluciones: V1 x C1=V2 x C2, donde V se refiere a volúmenes y C a concentraciones. En nuestro caso: 500 x 0.1=V2 x 18 De donde V2=2.777 ml 4. La viscosidad del H2SO4 impide una medida cómoda y/o exacta de 2.777 ml. Por ello es mejor pesar lo que corresponda a partir de la densidad. 5. Conocemos la densidad del H2SO4 concentrado: 1.84 g/ml. Por tanto 2.777 ml equivalen a 2.777 x 1.84 =5.11 g que pesaremos. 6. Añadiremos agua hasta completar los 500 ml de disolución. En resumen, a partir de una disolución concentrada de 18 mol/l hemos realizado una dilución de la misma hasta 0.1 mol/l. El factor de dilución, esto es, el número de veces que se diluyó la disolución concentrada, sería 18 / 0.1=180 PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Diluciones seriadas. Ejemplo 3 Realizamos diluciones seriadas cuando aplicamos el mismo factor de dilución a varias diluciones, obteniéndose cada una de ellas a partir de la anterior. Por ejemplo, para determinar la concentración de una enzima en una muestra problema, podemos diluir esta 1/10. La resultante vuelve a diluirse 1/10 y así sucesivamente… Muestra ml de muestra Disolvente indicada (ml) Factor de dilución D1 1 de D0 9 1/10 D2 1 de D1 9 1/10 x 1/10 = 1/100 D3 1 de D2 9 1/10 x 1/100 = 1/1000 D4 1 de D3 9 1/10 x 1/1000 = 1/10000 D5 1 de D4 9 1/10 x 1/10000 = 1/100000
