UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS, CUM UNIDAD DIDACTICA DE QUIMICA, PRIMER AÑO GUÍA DE ESTUDIO 2014 SEMANA 8 CONCENTRACION DE SOLUCIONES I Elaborado por: Licda. Evelyn Rodas Pernillo de Soto Lea el capítulo 8 Disoluciones del libro de texto Timberlake, Karen C. Química. General, Orgànica y Biològica Estructuras de la Vida. Cuarta edición. España: Pearson Educación, S.A. 2013. Solución es una mezcla homogénea en la que una sustancia denominada soluto se dispersa de manera uniforme en otra sustancia llamada solvente. Según la proporción de soluto y solvente se puede definir concentración. Concentración de una solución es la cantidad de soluto disuelta en una determinada cantidad de disolvente. Hay muchas formas de expresar la concentración, entre las cuales están las siguientes: CONCENTRACION DE SOLUCIONES I Expresiones cualitativas: También llamadas disoluciones cualitativas, esta clasificación no toma en cuenta la cantidad numérica de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de la proporción entre ellos se clasifican de la siguiente manera: Proporción relativa soluto-disolvente: Concentración Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado. 1/9
Disolución concentrada: Tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado. Cantidad de soluto comparada con la concentración máxima que se disuelve: Disolución insaturada: No tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dadas. Por ejemplo, entre 0º a 20º C, se disuelven 37.5 g de NaCl en 100 g de agua. Por lo tanto: Si disolvemos a 20º C 0.9 g de NaCl en 100 g de agua, será una solución insaturada. Disolución saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente. Por ejemplo: Cuando disolvemos a 20º C 37.6 g de NaCl en 100 g de agua, será una solución saturada. Disolución sobresaturada: contiene más soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y presión dadas. Si se calienta una solución saturada se le puede agregar más soluto; si esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solución sobresaturada. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación el soluto en exceso precipita o solidifica. Por ejemplo: Cuando a la solución saturada (sabiendo que la solubilidad es de 37.6 g de NaCl en 100 g de agua), se calienta y se le adiciona 2 mg más de 37.6 g de sal será una solución sobresaturada. 2/9
CONCENTRACIÓN EN TÉRMINOS CUANTITATIVOS A diferencia de las soluciones cualitativas o relativas, sí toman en cuenta las cantidades numéricas exactas de soluto y solvente que se utilizan en una solución. Este tipo de clasificación es muy utilizada en el campo de la ciencia y la tecnología, pues en ellas es muy importante una alta precisión. Unidades físicas de la concentración (basado en masa y volumen) % m/m, % v/v, % m/v ppm Unidades químicas de la concentración (basado en mol y equivalente) Molaridad Molalidad Normalidad RESUELVA LOS PROBLEMAS DEJANDO CONSTANCIA DE LOS CÁLCULOS REALIZADOS. PORCENTAJE MASA/ MASA (% m/m) % m/m = gramos del soluto x 100 gramos de solución Recordar Gramos de solución = gramos de soluto+ gramos de solvente 1. Una crema contra escaldaduras posee un porcentaje de m/m de 13% de óxido de zinc. Cuántos gr. de óxido de zinc hay en 30g de crema? R/4.5g 2. Qué cantidad de agua se necesita agregar a 30 g de KCl para obtener una solución 5%m/m? R/ 570g 3. Calcule el porcentaje en masa (m/m) para 12g de azúcar en 225g de disolución de té con azúcar. R/5.3% 4. Cuántos gramos de agua se necesitan si se desea preparar 500g de una solución 50%m/m de NaOH como destapa desagües? R/250g 3/9
5. Calcule el porcentaje en masa para 8.0g de CaCl 2 en 80.0g de disolución de CaCl 2. R/10% 6. Cuál es el porcentaje m/m de una solución de tintura de yodo utilizada como antiséptico que se preparó disolviendo 21.6 g de yodo hasta obtener 180 g de solución? R/12% 7. Cuál es el porcentaje masa en masa de una solución preparada con 40 g de Sacarosa en 250 g de agua? R/13.8% 8. Cuántos gramos de soluto son necesarios para preparar un alguicida para piscinas si se necesitan 450 g de solución de CuSO 4 al 25% m/m? R/ 112g PORCENTAJE VOLUMEN/VOLUMEN (% v/v) % v/v = ml del soluto x 100 ml de solución 9. Cuál es el % v/v de una solución que se preparó con 280 ml de etanol hasta obtener un volumen final de 400 ml? R/ 70% 4/9
10. Cuántos ml de solución al 70% v/v se pueden elaborar con 525 ml alcohol isopropílico? R/750ml 11. Qué cantidad de ml de etanol contiene un frasco de 500 ml de enjuague bucal con 25 % v/v de alcohol? R/125ml 12. Si se quiere el mismo enjuague de 25% v/v pero en una presentación de 335ml Cuántos ml de alcohol etílico se necesitarían? R/ 83.75ml 13. Calcule el % v/v de una solución que se preparó disolviendo 5 ml de un limpiador de pisos hasta obtener 150 ml de solución. R/3.33% 14. Calcular la cantidad de soluto necesarios para preparar 550 ml de una solución 8% v/v de hipoclorito. R/44 ml PORCENTAJE MASA/ VOLUMEN (% m/v) % m/v = gramos del soluto x 100 ml de solución 15. Calcular el % m/v de una solución obtenida al mezclar 35g de FeSO 4 en agua hasta completar 2 litros para su uso como fertilizante en hortalizas. R/1.75% 5/9
16. Una botella contiene 750 ml de una solución de azúcar en agua con una concentración del 30% m/v. Cuántos gramos de azúcar contiene la solución? R/ 225g 17. Qué concentración % m/v tendrá una solución de rehidratación que hemos preparado disolviendo 50 g de glucosa en agua hasta completar 500 ml de solución? R/10% 18. Si se agregan 5g de sacarosa para endulzar una taza de café de 240ml. Cuál es la concentración en % m/v? R/2.0% 19. Necesitamos preparar una solución bactericida al 15% m/v. Cuántos ml de agua necesitamos, si el volumen final de la solución será de 0.9 L? R/765 ml Consulte la Tabla de Composición de Soluciones Intravenosas al final de ésta guía y complete: 20. A un paciente se le administran 2 bolsas de 1000ml de Solución de Dextrosa al 5% m/v (Isotónica) Cuántos gramos de glucosa recibió el paciente? R/ 100g 6/9
21. Indique el % m/v de los componentes del Suero Vitaminado en una Bolsa de 250ml : a) : R/ 2.0% b) Nicotinamida: R/ 2.0% c) Tiamina Clorhidrato: R/ 20% d) Riboflavina: R/3% e) Piridoxina: R/2.16% PARTES POR MILLON (ppm) ppm = mg del soluto litros de solución 22. Una muestra de 5 litros de agua contiene 1.0 mg de Cr +2. Cuál será la concentración en ppm cromo en la muestra?. Está dentro de los límites permitidos de agua potable? (Cr +2 hasta 0.1 ppm) R/ 0.2ppm 23. Cuál es la concentración en ppm de Mn +2 disuelto en agua de pozo no tratado, si se tiene 0.052 mg de Mn +2 disueltos en 900 ml de solución. Esta dentro de los límites permitidos de agua potable? (Mn +2 hasta 0.05 ppm) R/ 0.057ppm 7/9
24. Calcule las ppm de Plomo en una solución que contiene 0.85 mg de Pb +2 en 500 ml de agua. Está dentro de los límites permitidos de agua potable? (Pb hasta 0.015 ppm) R/ 1.7 25. Cuántos mg de Zinc hay disueltos en 50 litros de agua de un lago que tiene 3.5 ppm de Zn +2? Está dentro de los límites permitidos de agua potable? (Zn +2 hasta 5 ppm) R/174mg DILUCIÓN C1 x V1 = C2 x V2 C1 = concentración inicial C2 = concentración final V1 = volumen inicial V2 = volumen final Donde: C = cualquier concentración cuantitativa y V = ml de solución 26. Un médico tiene 5 ml de Povidona yodada al 10% m/v que se utiliza como desinfectante de la piel, pero él necesita desinfectar un área de la boca por lo que necesita diluirla con agua al 0.5% m/v. Cuál será el volumen final? R/ 100ml 27. En una maternidad se utiliza Gluconato de clorhexidina en mujeres en trabajo de parto para realizar la desinfección vaginal. En la maternidad hay 2 litros al 5% m/v concentrada, por lo que agregaron agua esterilizada hasta obtener 10 litros de solución con la concentración adecuada para este procedimiento. Cuál es la concentración final de esta dilución? R/ 1.0% 28. En una finca remota alguien se hace una herida con machete. El médico del lugar encuentra un frasco de 100 ml de agua oxigenada concentrada al 30% m/v que sirve para el blanqueado de pulpa de papel o telas, piensa que puede utilizarlo para desinfectar heridas de piel pero tiene que diluirlo al 1.5% m/v. Si el médico tiene un recipiente de 50 ml para colocar la nueva solución Cuánto de agua oxigenada al 30% necesita? R/ 2.5ml 8/9
TABLA DE COMPOSICION DE SOLUCIONES INTRAVENOSAS Producto Principio Activo por c/100 ml. Presentación Indicaciones Contraindicaciones Suero Deshidratación secundaria por perdida de En el tratamiento con Fisiológico Sodio ó Deshidratación Hipotónica Carbonato de Litio. o Cloruro de Sodio 0.9 g Aumento en el volumen Sanguíneo Hipoproteinemia Solución Salina Vehículo de otros medicamentos Falla renal o insuficiencia cardíaca Solución de Nutriente Parenteral Dextrosa al 5% (Isotónica) 5 g Deshidratación moderada Aumento en el volumen sanguíneo Hipoglucemia Nutriente parenteral Solución de Dextrosa al 10% 10 g Hipoglucemia Tratamiento con Hipoglucemiantes Cloruro de Sodio 0.6 g Deshidratación grave Solución de Cloruro de Potasio 0.03 g Acidosis Orgánica e Inorgánica Hartman Cloruro de Calcio 0.02 g Déficit de los Electrolitos de la fórmula Acidosis Láctica Lactato de Sodio 0.31 g 5 g Deshidratación grave Solución de Cloruro de Sodio 0.6 g Nutriente Parenteral Acidosis Láctica Hartman con Cloruro de Potasio 0.03 g Hipoglucemia Dextrosa al 5% Cloruro de Calcio 0.02 g Lactato de Sodio 0.31 g 5 g Nutriente Parenteral Hipoproteinemia Solución Mixta Cloruro de Sodio 0.9 g Deshidratación Hiperglucemia al 5% Aumento del volumen Sanguíneo Falla renal o insuficiencia cardíaca Mezcla No. 1 Cloruro de sodio 3.33 g 0.45 g Deshidratación infantil Hipoproteinemia Hiperglucemia Mezcla No. 2 Cloruro de sodio 2.5 g 0.45 g causada por diarrea Falla renal o insuficiencia cardíaca 5 g Suero Vitaminado 5% Tiamina Clorhidrato 0.5 mg Nicotinamida 5.0 mg Riboflavina 0.75 mg Nutriente Perenteral Piridoxina 0.54 mg Vitaminado Hipersensibilidad a alguno 10 g Deficiencia leve de las Vitaminas de los componentes Suero Vitaminado 10% Tiamina Clorhidrato 0.5 mg Nicotinamida 5.0 mg Riboflavina 0.75 mg contenidas en la fórmula Piridoxina 0.54 mg Solución para Rehidratación Intravenosa (S.R.I.V) Cloruro de Sodio 0.35 g Cloruro de Potasio 0.15 g Acetato Monosódico Trihidratado 0.4082 g Dextrosa Monh. 2.2 g Deshidratación grave causada por diarrea 9/9