Definición de concentración (química)

En química, la palabra "concentración" se refiere a los componentes de una mezcla o solución. Aquí está la definición de concentración y un vistazo a los diferentes métodos utilizados para calcularla..

Definición de concentración

En Quimica, concentración se refiere a la cantidad de una sustancia por espacio definido. Otra definición es que la concentración es la relación de soluto en una solución a disolvente o solución total. La concentración generalmente se expresa en términos de masa por unidad de volumen. Sin embargo, la concentración de soluto también puede expresarse en moles o unidades de volumen. En lugar de volumen, la concentración puede ser por unidad de masa. Aunque generalmente se aplica a soluciones químicas, la concentración se puede calcular para cualquier mezcla.

Dos términos relacionados son concentrado y diluido. Concentrado se refiere a soluciones químicas que tienen altas concentraciones de una gran cantidad de soluto en la solución. Las soluciones diluidas contienen una pequeña cantidad de disolvente en comparación con la cantidad de disolvente. Si una solución se concentra hasta el punto en que no se disolverá más soluto en el solvente, se dice que es saturado.

Ejemplos de unidades de concentración: g / cm³, kg / l, M, m, N, kg / L

Cómo calcular la concentración

La concentración se determina matemáticamente tomando la masa, los moles o el volumen del soluto y dividiéndolo por la masa, los moles o el volumen de la solución (o menos comúnmente, el solvente). Algunos ejemplos de unidades de concentración y fórmulas incluyen:

• Molaridad (M) - moles de soluto / litros de solución (¡no solvente!)
• Concentración de masa (kg / m³ o g / L) - masa de soluto / volumen de solución
• Normalidad (N) - gramos de soluto activo / litros de solución
• Molalidad (m) - moles de soluto / masa de solvente (¡no masa de solución!)
• Porcentaje de masa (%) - Soluto en masa / solución en masa x 100% (las unidades de masa son la misma unidad para el soluto y la solución)
• Concentración de volumen (sin unidad) - volumen de soluto / volumen de mezcla (mismas unidades de volumen para cada uno)
• Concentración de número (1 / m³) - Número de entidades (átomos, moléculas, etc.) de un componente dividido por el volumen total de la mezcla
• Porcentaje de volumen (v / v%) - volumen soluto / solución volumétrica x 100% (los volúmenes soluto y solución están en las mismas unidades)
• Fracción molar (mol / mol) - moles de soluto / moles totales de especies en la mezcla
• Relación molar (mol / mol) - moles de soluto / moles totales de todos otro especies en la mezcla
• Fracción de masa (kg / kg o partes por) - masa de una fracción (podría ser solutos múltiples) / masa total de la mezcla
• Relación de masa (kg / kg o partes por) - masa de soluto / masa de todos otro constituyentes en la mezcla
• PPM (partes por millón) - una solución de 100 ppm es 0.01%. La notación "partes por", mientras todavía está en uso, ha sido reemplazada en gran parte por fracción molar.
• PPB (partes por mil millones) - típicamente usado para expresar la contaminación de soluciones diluidas

Algunas unidades pueden convertirse de una a otra, sin embargo, no siempre es una buena idea convertir entre unidades basadas en el volumen de la solución en unidades basadas en la masa de la solución (o viceversa) porque el volumen se ve afectado por la temperatura.

Definición estricta de concentración

En el sentido más estricto, no todos los medios para expresar la composición de una solución o mezcla se denominan "concentración". Algunas fuentes solamente considere la concentración de masa, la concentración molar, la concentración numérica y la concentración de volumen como verdaderas unidades de concentración.

Concentración versus dilución

Otro uso común del término "concentración" se refiere a cuán concentrada es una solución. UN solución concentrada contiene tanto soluto como puede contener. Los químicos a menudo prefieren llamar a tal solución saturado. Por el contrario, se dice que una solución que contiene pocas partículas de soluto es diluido.

Para concentrar una solución, se deben agregar más partículas de soluto o se debe eliminar algún solvente. Si el disolvente no es volátil, se puede concentrar una solución por evaporación o ebullición del disolvente..

Las diluciones se realizan agregando solvente a una solución más concentrada. Es una práctica común preparar una solución relativamente concentrada, llamada solución madre, y usarla para preparar soluciones más diluidas. Esta práctica resulta en una mejor precisión que simplemente mezclar una solución diluida porque puede ser difícil obtener una medición precisa de una pequeña cantidad de soluto. Las diluciones en serie se utilizan para preparar soluciones extremadamente diluidas. Para preparar una dilución, la solución madre se agrega a un matraz volumétrico y luego se diluye con solvente hasta la marca.

Fuente

• IUPAC, Compendio de Terminología Química, 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997).