¿Qué es la concentración de solutos?

La concentración de soluto es un término utilizado para describir mezclas y define la cantidad de una sustancia, llamada soluto, que se disuelve en otra, denominada solvente. Hay varias formas de describir la concentración, dependiendo de la necesidad, y puede involucrar peso, volumen o masa molecular. La concentración de mezclas es importante porque muchas reacciones químicas dependen de tener la cantidad correcta de reactivos para completar la reacción.

Quizás la forma más fácil de describir la concentración de solutos es en peso. Una persona que desea hacer una mezcla consistente de sal en agua puede pesar ambos materiales y registrar los resultados. Pesar las mismas cantidades repetidamente puede reproducir la concentración de agua salada, lo que proporcionará mezclas equivalentes. Una mezcla hecha usando este método generalmente se llama una mezcla de porcentaje en peso, que define que se usaron pesos en lugar de volumen.

El peso por volumen también es una medida común de la concentración de solutos. Primero se pesa una cantidad de soluto usando una escala de medición, luego se agrega a un recipiente. El disolvente se agrega luego a una marca de volumen en el recipiente, lo que da como resultado un volumen conocido de mezcla. La mezcla resultante se define como peso por volumen, como libras por galón o gramos por litro.

La concentración de soluto en volumen es posible si ambos materiales son líquidos, pero no se usa para sólidos disueltos en líquidos. Se usa un recipiente marcado para medir el volumen del soluto y el solvente, luego se mezclan. La concentración se conoce como un porcentaje en volumen para identificar que ambos materiales están presentes en volumen, en lugar de peso.

Para uso en laboratorio, las concentraciones molares o molares a menudo se usan para determinar con precisión la cantidad de material disponible para reacciones químicas. Los moles de un soluto son iguales al peso del material dividido por la masa molar, que se determina matemáticamente a partir de la tabla periódica de elementos. Por ejemplo, una molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno y un oxígeno. La masa molar de hidrógeno y oxígeno se puede encontrar en cualquier tabla periódica publicada.

Una vez encontrada, la masa molar de la molécula se determina agregando la masa molar de oxígeno a dos masas de hidrógeno, lo que equivale a los átomos presentes en una molécula de agua. La masa molar no tiene unidades, pero a menudo se publica como gramos por mol; esto puede ser libras por mol si las masas molares son libras. El número de moles suele estar determinado por la reacción química en sí, ya que los productos reaccionan de acuerdo con sus masas molares cuando las moléculas se combinan.

Para determinar cuánto soluto agregar en una mezcla molar, el número de moles necesarios se multiplica por la masa molar para obtener un peso. Este peso se agrega a un recipiente, y se agrega una cantidad conocida de volumen de solvente, típicamente un litro o galón para obtener una concentración constante. El resultado es una relación de moles por volumen, que se denomina concentración de soluto molar. Agregar el mismo peso a un peso conocido de solvente da la concentración molal.