Formas de expresar la concentración de las soluciones

Parte I:

I.I-Porcentajes: m/m , m/v , v/v

I.II-Partes por millón:( ppm )

SEMANAS 8 - 2019 Licda: Isabel Fratti de Del Cid

Diapositivas con imágenes cortesía de Licda: Lilian Guzmán

En ésta semana, Parte I, se verá la forma de

expresar la concentración de o los solutos

presentes en las soluciones; en lo que se

conoce como unidades «físicas». Estas

generalmente relacionan masa / masa ;

masa/ volumen , volumen/ volumen. Se les

dice «físicas» ya que en los cálculos no es

necesario determinar el peso molecular,peso

fórmula, peso equivalente, Equivalentes,

moles de el o los solutos presentes. Se usa

generalmente los porcentajes o proporciones

en que se encuentran en las mezclas.

Porcentaje peso/peso : % p/p

también conocido como (%m/m )

% p/p = masa de soluto x100

masa de solución

%p/p = masa de soluto x 100(masa de soluto + masa de solvente)*

* se debe sumar cuando nos dan por separado la cantidad de soluto y la cantidad de solvente, para obtener la masa de la solución.

El % p/p se usa mucho sobre todo en medicamentos tópicos como cremas, lociones, ungüentos

Ejemplo: Efudix, una crema indicada para el tratamiento de verrugas y queratosis. Contiene 2.5 g de Fluorouracilo en 50 g de crema. Calcule en base a éste dato el % p/p de fluorouracilo en la crema.

% de Flurouracilo = 2.5 g de fluorouracilo x 100 50g de crema

= 5.0 % m/m ó 5.0 % p/pNota: aquí el fluorouracilo es el soluto ( 2.5 g)y la masa

total de la mezcla( crema) ( 50 g) .

EJERCICIOS

Ej.1 Calcule el % p/p de una solución que

contiene 68 g de glucosa disueltos en 185

gramos de agua(NOTE QUE SE DA POR SEPARADO EL

PESO DEL SOLUTO Y SOLVENTE, POR LO TANTO DEBEN SUMARSE

PARA OBTENER EL PESO DE LA SOLUCIÓN)

%p/p = 68 g soluto x 100 =

68g soluto +185g solvente

%p/p= 68 g soluto x 100 = 26.67 % p/p

253 g solución

También es válido reportar 26.67 % m/m

Calcule el %p/p de una solución preparada disolver

120 gramos de cloruro de calcio ( CaCl2) en agua

hasta obtener 960 g de solución.( note que al decir

solución ya se incluye la masa del soluto y el solvente, por

lo tanto no debe realizarse esa suma, es decir NO se debe

sumar 120 g+960g)

% p/p = 120 g x 100 =12.5 % p/p

960 g

Cuántos gramos de una solución 6.4 % p/p, se pueden

obtener con 55 gramos de urea.

A- Una forma de resolverlo es usando factores:

g solución = 100g de solución x 55 g de urea = 859.37 g de solución

6.4 g de urea

B- Usar La fórmula y despejando g de solución

%p/p = g soluto x 100

g solución este hay que despejar

g solución = g soluto x 100 = 55 g x 100 =

• % p/p 6.4 % p/p

• = 859.37 g de solución

Porcentaje p/v ó m/v % p/vEs la más común y usada, ya que la mayoría de solutos en medicamentos son sólidos , se pesan y se busca que se disuelvan en un líquido, como el agua. Ejemplo soluciones masivas parenterales ó soluciones intravenosas ( Sueros ).

• Ejemplo las soluciones fisiológicas, más comunes:

Solución de dextrosa ( glucosa) al 5 % p/v : 5g de glucosa disueltas hasta alcanzar en 100mL de solución.

Solución salina ó suero fisiológico : Solución al 0.9 % p/v de NaCl ( cloruro de sodio): 0.9 g de NaCl disueltos en 100mL de solución.

Otros ejemplos de soluciones intravenosas cuyos componentes están

en % p/v. ( es decir cantidad de gramos en 100mL de solución )

Solución Principios activos ( solutos) en g por

100mL de solución ( % p/v)

Indicaciones

Hartman Cloruro de sodio ( NaCl) 0.6 g

Cloruro de Potasio ( KCl) 0.03g

Cloruro de Calcio ( CaCl2 ) 0.02g

Lactato de sodio (C3H5O2Na) 0.31g

Acidosis orgánica

e inorgánica.

Pacientes quirúrgicos

Disminuye incidencia

de hipotensión

Suero

vitaminado

al 5 %

Glucosa 5.0 g

Clorhidrato de tiamina 0.5 mg

( 5 x 10 -4 g)

Nicotinamida 5.0 mg

( 5x10-3 g )

Riboflavina 0.75 mg

(7.5 g x 10 -4 g)

Piridoxina 0.54mg

( 5.4 x 10-4 g)

Nutriente parenteral :

reposición y aporte

calórico.

Deficiencia vitamínica

del complejo B y

electrolitos .Tx de

Cetosis en

desnutrición, diarrea o

vómitos.

Ejercicios Porcentaje p/v : % p/v ó % m/v

• % p/v = g de soluto x 100

mL de solución

Ejemplo. Calcule el % p/v de una solución

que contiene 8.9 g de CaCl2, disueltos en

250 mL de solución.

% p/v = 8.9 g de CaCl2 x 100 = 3.56 % p/v

250 mL

Continuación de ejerciciosa) Calcule el %p/v de una solución preparada disolviendo 6.4

g de sacarosa ( azúcar) en agua hasta obtener 500mL de

solución.• % p/v = 6.4 g de sacarosa x 100 = 1.28 % p/v.

• 500 mL de solución

b) Cuantos gramos de urea necesito para preparar 800mL de la solución anterior?A) Forma de resolverlo usando factores de conversión.

g de urea = 1.28g de urea x 800 mL de solución = 10.24 g urea

100 mL de solución

B-Forma de resolverlo: despejando g soluto de la fórmula:

Despejar

% p/v = g soluto x 100

mL de solución

g soluto = % p/v x mL de solución = 1.28 % p/v x 800mL = 10.24 g urea

• 100 100

Ej: Cuantos L de una solución al 3,9 % m / v de

Cloruro de potasio ( KCl) pueden preparase con

15 g de cloruro de potasio.A) RESOLVER USANDO FACTORES DE CONVERSION

mL de solución = 100mL de solución x 15 g de KCl

3.9 g de KCl

= 384.62mL de solución = 0.384 L

B) Resolver despejando de la ecuación mL de solución

% p/v = g soluto x 100

mL de solución despejar éste valor.

mL de solución = g soluto x 100 = 15 g x 100 = 384.62 mL

% p/v 3.9 %

Que equivale a 0.384L

Calcule el % p/v de cada uno de los componentes

de la solución Hartman ( ver diapositiva donde se

encuentra el dato o vea semana 8 guías de estudio )

a) % p/v de NaCl

b) % p/v de KCl

Continuación ejercicio solución Hartman

c)% p/v CaCl2 =

d)%p/v Lactato de sodio =

Porcentaje Volumen /Volumen : % v/v

Esta unidad de concentración es útil cuando tanto el soluto

como el solvente son líquidos y es más fácil medir los

volúmenes que determinar los pesos. Se calcula de la

siguiente forma:

% v/v = mL de soluto x 100

mL de solución

Ej: Se preparó una solución disolviendo 250 mL

de alcohol isopropilico en agua hasta obtener

1650 mL de solución. Calcule el % v/v.

% v/v = 250 mL x 100 = 15.15 % v/v

1650 mL

Un enjuague bucal contiene 22.5 % v/v de alcohol. Cuántos mL de alcohol hay en un frasco de enjuague bucal de 750mL?

A- Resolver usando factores de conversión

mL de alcohol = 22.5 mL de alcohol x 750mLde enjuague

100mL de enjuague

= 168. 75 mL de alcohol

B)También puede resolverlo, despejándolo de

la fórmula:

• despejar éste dato

• % v/v = mL de soluto x 100

• mL de solución

• mL de soluto = % v/v x mL de solución

• 100

• mL de alcohol= 22.5 % v/v x 750 mL

• 100

• = 168.75 mL de alcohol

Cuántos mL de una solución que contenga 7.8 %v/v de

aceite pueden prepararse con 50mL de aceite.A-Resolver usando factores de conversión

mL de solución =100mL de solución x 50mLdeaceite

7.8mL de aceite

= 641.03 mL de solución.

B- Resolver despejando en la fórmula los mL de solución:% v/v = mL de soluto x 100

mL de solución despejar éste

mL de solución = mL de soluto x100

% v/v

= 50mL de aceite x100 = 641.03 mL

7.8 % v/v

Partes por Millón ppmUsada cuando se desea expresar cantidades

muy pequeñas de sustancias en volúmenes

muy grandes de muestra. Ej. la

concentración de contaminantes en agua,

aire ó suelo. Se usará

ppm = mg de soluto

Litro de muestra

Ej: Cuántas partes por millón de Pb +2, hay en

una muestra de agua, que contiene 7.8 mg de

Pb+2 en 8OO mL* de esa muestra de agua.

Use fórmula de ppm:

Ppm = mg de soluto ( o sustancia)

litro de muestra ( o solución )

• ppm = 7.8mg = 9.75 mg/L ó bien : 9.75 ppm.

O.8L

*los 800 mL deben convertirse a litros, pues la

formula así lo pide. 800mL = 0.8 L

1-Cuántos mg de F- hay en 5 Litros de una muestra

de agua que contiene 3.7 ppm de ión fluoruro

( F- ).? Despejar esto:

Use fórmula : ppm = mg soluto o sustancia

Litros de muestra

mg de soluto = ppm x litros de muestra

mg de F- = 3.7 mg de F- x 5 Litros = 18.5 mg F-

1 litro

2-Cuántos litros de una solución al 1.95ppm

de un insecticida a base de piretrina, se

pueden obtener con 30 mg de piretrina.?

Use fórmula y despeje litros.

• ppm = mg

L → despejar

• L = mg/ ppm

• L = 30.0 mg / 1.95 mg/L → 15.38 L

• Podemos preparar 15.38L con 30 mg de

piretrina.

DiluciónProceso por el cuál se reduce la concentración de

una solución, por adición de solvente lo que provoca

un incremento en el volumen total de la solución,

disminuyendo su concentración.

El siguiente cálculo debe usarse para % v/v y % p/v

no es aplicable a % p/p

• Fórmula a usarse : C1 x V1 = C2 x V2

C1 y V1, son la concentración y volumen inicial

C2 y V2. Son la concentración y volumen final

Siempre después de una dilución C2 < C1 y V2 >V1

Ejemplos prácticos: si quiere poner menos espeso su

café ( menos concentrado), le añade agua( aumenta su

volumen)

Ejemplo de dilución

• Ej. Se diluyen 70mL de una solución al 6.2 % p/v

hasta obtener 200mL de solución. Cuál es la

concentración % p/v de la solución final.?

• Identifique los datos:

• C1= 6.2 % p/v ; V1 = 70mL C2 = ? V2= 200 mL

• C1xV1 = C2xV2 despejar C2

• C2 = 6.2% p/v x 70mL de solución = 2.17 % p/v

200mL de solución

Note: que al diluir, la concentración se vuelve más

pequeña, pasó de 6.2 % p/v → 2.17 % p/v

Cont. Ejercicios de diluciónA que volumen final hay que diluir 50mL, de una

solución al 5.6 % p/v, para que su concentración final

sea 3.1 % p/v.?

Datos: V1= 50 mL C1= 5.6 % p/v V2 =? C2 = 3.1 % p/v

• C1 x V1 = C2 x V2, despejar V2:

• V2= C1 x V1 = 5.6 % p/v x 50mL= 90.32 mL

• C2 3.1 % p/v

Note: como el v 2, es > que el v1, como es de esperarse,

pues para diluir algo, generalmente se añade solvente lo

que incrementa su volumen.

Ejercicios: Realice los siguientes cálculosCalcule % p/p de una solución

preparada con 35 g KCl y 125 g de

H20

Calcule % p/p de una solución

preparada disolviendo 5 .0 g CaCl2 en

agua hasta obtener 180.0 g de

solución.

Cuántos g de NH4Cl, necesitamos para

preparar 1700 mL de una solución al

4.2 % p/v.?

Cuantos mL de una solución de alcohol

al 20 % v/v, pueden prepararse con

50mL de alcohol.

Cuál es el % p/v de una solución que

contiene 35 g de Na2SO4 en 400mL de

solución.?

Cuántas ppm tiene una muestra de

agua que contiene 65.8 mg de Fe ++

en 3.5L

A que volumen final deben diluirse 400 mL

de una solución al 6.2 % p/v para obtener

una solución al 2.4 % p/v

Cuantos litros de solución salina ( 0.9

% p/v de NaCl) deben administrarse a

un paciente que necesita 7.2 g de

NaCl al día.

• Un paciente necesita 160g de glucosa en las

próximas 24 horas. Cuántos litros de una solución

de glucosa al 5 % p/v, se le debe administrar.

Niño de 6 años, pesa 40 lbs, se le debe

administrar vía oral, una sola dosis de un

medicamento, la cual debe ser 45 mg/Kg.

La suspensión posee 250 mg med. / 5mL de

suspensión. Cuantos mLs de suspensión

debe administrarsele.?

Solución: Como la dosis del medicamento

está por Kg de peso, debemos convertir el

peso del niño de lbs a Kg.

Peso en Kg = 1 Kg x 40 lbs = 18.2 Kg

2.2 lbs

• Ahora calcule los mg del medicamento a

administrarse, de la siguiente forma

mg medicamento= 45 mg x 18.2Kg peso

Kg de peso

= 819 mg del medicamento.

Luego calcule los mL de suspensión que debe dársele:

mL de suspensión =

5mL suspensión x 819 mg medicamento

250 mg del medicamento.

= 16. 38mLde suspensión.

El problema anterior, puede resolverse por

factores estequiométricos en un solo

planteamiento así:

mLde suspensión =

5mL suspensión x 45 mg med. x 1 Kg x 40 lbs

250 mg med Kg de peso 2.2 lbs

= 16.36 mL de suspensión

Una solución al 15 % p/p

se prepara disolviendo 15

g de cualquier soluto ( en

85 g de agua( o en otro

solvente indicado) *

Con esto podemos decir

que en 100 g de solución

hallaremos 15 g de urea y

85 g de agua.

o cualquier proporción, Ej:

Ej: 7.5 g de urea en 42.5 g

de agua

Solución al 15 %

p/p de Urea

• Una solución al 5 % p/v

de cualquier soluto se

prepara disolviendo 5 g

de soluto en agua ( o en

el solvente indicado),

hasta completar 100mL

de solución.*

• Es decir en 100mL de

esa solución hay 5 g de

soluto.

• * o cualquier proporción

ej: 2.5 g de soluto en

50mL de solución

Solución al

5 % p/v de

glucosa

Una solución al 30 % v/v de cualquier soluto se prepara disolviendo 30mL de ese soluto en agua ( u otro solvente) hasta obtener 100mL de solución.

No se prepara con 30mL de soluto y 70 mL de solvente, ya que en la mezcla de líquidos los volúmenes no son aditivos ( es decir 30mL de etanol + 70mL de agua no dan exactamente 100mL de solución)

Pero si podemos afirmar que en 100mL de solución hay 30mL de soluto *.

* O cualquier otra proporción:

Ej: en 50 mL de solución hay 15 mL de soluto.

Solución

al 30 % v /v de

etanol

La norma Coguanor NGO 29001 establece que el

límite máximo aceptable de Cobre en el agua es

0.05mg/L que equivale a 0.05ppm)

Si una muestra de agua de pozo posee 6.5 mg de Cobre

en 800 mL de esa agua. Calcule:

A) ppm de el agua del pozo.

B) Se halla dentro del límite máximo aceptable que indica

la norma de la Comisión Guatemalteca de Normas (

COGUANOR) ? Razone su respuesta.