Soluciones porcentuales por Cristina Andrade Guevara Existe otro método para proporcionar la concentración de soluciones valoradas. Las soluciones porcentuales pueden estar referidas a distintas unidades, es decir, pueden representarse como porcentaje en masa y porcentaje en volumen. Porcentaje en masa Para este caso se utiliza la siguiente fórmula, que es muy sencilla de manejar y comprender. Porcentaje en masa = Masa del soluto Masa de la disolución x100 Las unidades para el porcentaje en masa es = % en masa Masa del soluto está expresada en = gramos Masa de la disolución expresada en = gramos Masa de la disolución = Masa del soluto + masa del solvente = A continuación se presentan algunos ejemplos: Ejemplo 1 Vas a preparar una salmuera (sal disuelta en agua) para utilizarla en unos encurtidos. Utilizas 300 gr de NaCl en 1000 gr de agua. Cuál será la concentración de dicha salmuera? Figura 1. Lemon pickle satr anise (Webaware, 2007). 1
Solución Masa del soluto = 300 gr Masa de la disolución = masa del soluto + masa del solvente Masa de la disolución = 300 gr + 1000 gr = 1300 gr Sustituyendo en la fórmula del porcentaje se tiene: 300gr Porcentaje = *100 = 23.07% 1300gr Por lo tanto, el porcentaje en masa de la salmuera es de 23.07% Esto significa que la salmuera tiene 23.07 gr de sal por cada 100 gr de disolución. Ejemplo 2 Te proporcionaron la fórmula para preparar cloro en tu casa y te dicen que debes usar 6.5 gr de hipoclorito de sodio (NaClO) en suficiente cantidad de agua para obtener 150 gr de disolución. Calcula el porcentaje en masa de dicha disolución. Solución Masa del soluto = 6.5 gr Masa de la disolución = 150 gr Porcentaje en masa =? Ç Fíjate que ya te dan la masa total de la disolución y son 150 gr. Esa es la cantidad que se debe sustituir. Por lo que se tiene: 6.5gr Porcentaje = *100 = 4.33% 150gr Por lo tanto, por cada 100 gr disolución, se utilizan 4.33 gr de hipoclorito de sodio para obtener una disolución que te servirá para blanquear tu ropa. 2
Ejemplo 3 Calcula la cantidad de gramos de azúcar que debes disolver en 750 gr de agua para preparar una disolución de azúcar al 25%. Figura 2. Sugar And Scoop Stock Photo (Grant Cochrane & http://www.freedigitalphotos.net, 2012). Fíjate bien. Si se quiere preparar una disolución al 25%, quiere decir que por cada 100 gr de disolución se deben utilizar 25 gr de azúcar. Ahora bien, para calcular la cantidad de agua se procede a realizar la resta correspondiente: Masa de la disolución = masa soluto + masa del solvente 100 gr = 25 + masa solvente Masa solvente = 100 gr 25 gr Masa del solvente = 75 gr Por lo tanto, tienes que 25 gr de azúcar la disuelves en 75 gr de agua. Al plantear una regla de tres tienes: 25 gr azúcar ----------- 75 gr agua X ----------- 750 gr agua (25gr)(750gr) X = = 250gr 75gr Por lo que debes utilizar 250 gr de azúcar en 750 gr de agua para obtener tu disolución al 25%. Porcentaje en volumen También es común utilizar el porcentaje cuando es referido al volumen. En este caso es exactamente lo mismo que en porcentaje en masa, pero las unidades que se usan son de volumen. 3
Por lo tanto, la expresión matemática que se utiliza para calcular el porcentaje en volumen es la siguiente: Porcentaje en volumen = Volumen del soluto Volumen de la disolución x100 Donde: Las unidades para el porcentaje en volumen es = % en volumen Volumen del soluto está expresada en = mililitros (ml) Volumen de la disolución expresada en = mililitros (ml) Volumen de la disolución = volumen del soluto + volumen del solvente = ml A continuación se presenta un ejemplo: Se disuelven 30 ml de alcohol metílico en 80 ml de agua. Calcula el porcentaje en volumen de dicha disolución. Vol. Soluto = 30 ml Vol. Solvente = 80 ml Vol. de la disolución = 30 ml + 80 ml = 110 ml Sustituyendo en la fórmula se tiene: 30ml Porcentaje = *100 = 27.27% 110ml Por lo que se encuentran 27.27 ml de alcohol por cada 100 ml de disolución. En química, generalmente se hacen los cálculos de porcentajes en masa a menos que se especifique que es con respecto al volumen. 4
Bibilografía Daub, W., & Seese, W. (2005). Química (8ª. ed. en español; E. Fernández, Trad.). México: Pearson Prentice Hall. Referencias de las imágenes Webaware. (2007). Lemon pickle satr anise. Recuperada de http://commons.wikimedia.org/wiki/file:lemon_pickle_star_anise.jpg (Imagen del dominio público, de acuerdo a: http://en.wikipedia.org/wiki/public_domain). Grant Cochrane (2012). Sugar And Scoop Stock Photo. Recuperada de http://goo.gl/vyd5vw (Imagen publicada bajo licencia Royalty free, de acuerdo a: (http://www.freedigitalphotos.net/images/terms.php). 5