disoluciones y diluciones

Disoluciones y diluciones

Las disoluciones y diluciones se suelen estudiar de manera conjunta en todas las asignaturas de Laboratorio de Diagnóstico Clínico. Ó Laboratorio Clínico y Biomédico. Pero la asignatura que llevaba todo el peso de esta temática, al menos donde yo estudié, era Toma de Muestras.

Es una temática importantísima para el Técnico de Laboratorio. Las disoluciones y, especialmente, las diluciones, están a la orden del día en el trabajo diario. Incluso en la era de los autoanalizadores, es muy fácil encontrar cálculos de diluciones apuntados en papeles de filtro. Los autoanalizadores poseen un rango efectivo de medida, y si el analito que pretendemos determinar se sitúa fuera del rango, por exceso, necesitaremos diluir la muestra y luego aplicar el factor de dilución en el resultado final.

En cuanto a las disoluciones, la preparación y reconstitución de reactivos también es muy común. Debemos saber manejar bien los cálculos y aplicar correctamente las fórmulas, porque la determinación analítica dependerá de ello. Y para que las disoluciones y diluciones no sean tediosas es conveniente comprenderlas.

Antes de comenzar con las disoluciones es conveniente que entendamos la temática de sustancias puras y mezclas.

Preludio de las disoluciones y diluciones: Estados de agregación de la materia, sustancias puras y mezclas

Los estados de agregación de la materia, actualmente, son cuatro. Sólido, líquido, gas y plasma, aunque realmente existen algunos más.

Disoluciones y dilucionesDiagramas extraídos de Wikipedia

Una sustancia pura es aquella que no se puede descomponer mediante procedimientos físicos. Puede ser un elemento o un compuesto. Los compuestos químicos pueden dividirse en compuestos más sencillos, o en elementos, mediante reacciones químicas.

En cambio, las mezclas si pueden descomponerse mediante procedimientos físicos. Las mezclas homogéneas son aquellas en las que sus componentes no pueden diferenciarse a simple vista. Las mezclas heterogéneas son aquellas que poseen una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes.

Disoluciones y diluciones

Disoluciones

Una disolución es la mezcla homogénea de dos o más sustancias. La disolución más sencilla está formada por dos componentes. El componente de mayor proporción se llama disolvente, y el de menor proporción se denomina soluto. A la disolución que tiene una alta proporción de soluto se le llama disolución concentrada. Y si la disolución no admite más soluto se dice que la disolución está saturada.

Si el soluto y el disolvente son sólidos no se emplea el término disolución, se le denomina mezcla homogénea.

Disoluciones y diluciones

Clasificación de los disolventes

Los disolventes se dividen en polares y apolares.

  • Disolventes polares: Se utilizan para disolver sustancias polares. Una sustancia polar es una molécula que sin estar compuestas de iones, presentan exceso de carga positiva en uno de los lados y de carga negativa en otro. El agua y los alcoholes de bajo peso molecular pertenecen a este tipo de disolventes.
  • Disolventes apolares: Son sustancias químicas capaces de disolver sustancias no hidrosolubles. Por sus propiedades disolventes tienen múltiples aplicaciones en varias tecnologías industriales y en laboratorios de investigación. Algunos disolventes de este tipo son: éter dietílico, cloroformo, benceno, tolueno, cetonas, ciclohexano o tetracloruro de carbono. Los disolventes fluorados son más apolares que los disolventes orgánicos convencionales.

El Laboratorio Clínico y Biomédico hace uso de algunos disolventes. Conforme se vayan publicando las prácticas los iremos viendo. Pero si hay un laboratorio que hace uso diario y continuo de diversos disolventes es el de Farmacia. Podemos verlos en este extracto de la Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo del INSHT.

Separación de los componentes de una disolución

  • Separación de sólidos disueltos en líquidos: Se hace uso de una evaporación. Ésta puede ser a temperatura ambiente o de circulación forzada.
  • Separación de líquidos disueltos entre sí: Si los componentes tienen distintos puntos de ebullición, se destila la disolución. Cuando los líquidos tienen temperaturas de ebullición cercanas la separación no es perfecta, y se recurre a destilaciones sucesivas.
  • Separación de una mezcla de gases: En el caso del aire convencional se utiliza un proceso compuesto de dos etapas. La primera de ellas es la licuación, que comprime el aire a altas presiones para luego expandirlo bruscamente. La segunda y última es la destilación fraccionada, elevando las temperaturas de forma gradual.

Concentración de una disolución y sus expresiones

Las concentraciones pueden expresarse de diversas formas. Es importante que sepamos identificar y manejar cualquiera de las expresiones que veamos a continuación. Las fórmulas han sido extraídas de la Wikipedia.

  • Peso/peso o masa/masa: También llamado porcentaje en peso o porcentaje en masa. El soluto y el disolvente se miden en unidades de masa independientemente de que sean sólidos o líquidos. Ambos deben tener el mismo tipo de unidad.

disoluciones y diluciones

  • Peso/volumen o masa/volumen: La cantidad de soluto se mide en unidades de masa y la disolución se mide en unidades de volumen. Las medidas de la fórmula son ejemplos.

Disoluciones y diluciones

  • Volumen/volumen: También llamado porcentaje en volumen. Ambos parámetros se miden en unidades de volumen. Se utiliza para mezclas líquidas o gaseosas.

Disoluciones y diluciones

  • Molaridad: Es el método más común de expresar la concentración, sobre todo cuando se trabaja con reacciones químicas y relaciones estequiométricas. Es la cantidad de sustancia (número de moles) de soluto por cada litro de disolución.

Disoluciones y diluciones

  • Molalidad: Comprende el número de moles de soluto por cada Kg de disolvente. Es menos empleada que la Molaridad. La ventaja de este método de medida respecto a la molaridad es que el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con mayor precisión.

Disoluciones y diluciones

Normalidad

La normalidad la trataremos de manera especial debido al diferente tratamiento según el caso. Se define como la relación entre el número de equivalentes-gramo (o peso equivalente) de soluto entre el volumen de la disolución en litros.

Disoluciones y diluciones

Disoluciones y diluciones

Disoluciones y diluciones

En la normalidad ácido-base encontramos la siguiente equivalencia, donde M es la Molaridad, H+ son los protones cedidos por el ácido y OH los hidrogeniones cedidos por la base.

Disoluciones y diluciones

Disoluciones y diluciones

En el caso de una sal, la normalidad se obtiene multiplicando la normalidad por la valencia del catión o del anión.

Disoluciones y diluciones

La normalidad redox es la normalidad de una disolución cuando se la utiliza para una reacción como agente oxidante o como agente reductor. Se puede calcular tomando la molaridad, si se conoce, y el número de electrones (e) intercambiados en la reacción.

Disoluciones y diluciones

  • Partes por millón (ppm): Se puede definir como el número de equivalentes de soluto por cada millón de equivalentes de disolución. Es decir, puede ser el número de gramos de soluto por cada millón de gramos de disolución. La IUPAC desaconseja el uso de las partes por millón, así como las partes por billón y trillón, especialmente estos dos últimas debido a la diferente interpretación entre Europa y Estados Unidos.

Disoluciones y dilucionesChuleta de fórmulas de disoluciones

Diluciones

Llegamos al último punto del tema disoluciones y diluciones. Las diluciones son muy frecuentes en el laboratorio, ya sea de muestras o reactivos. Se suele indicar la cantidad de sustancia que diluímos y la cantidad final obtenida.

Para visualizar las dos formas de expresión usaremos un simple ejemplo. Tomaremos una muestra y la diluiremos cuatro veces, siendo su dilución final un cuarto. Otra forma de expresarla es tomar una muestra y tres partes idénticas del diluyente en el que se diluirá, siendo la dilución final 1:3.

Disoluciones y diluciones

Se puede calcular la concentración de una disolución multiplicando la concentración inicial por la dilución.

Disoluciones y diluciones

Al añadir más diluyente a la misma cantidad de soluto, obtenemos una concentración y un volumen diferentes. Existe una fórmula que nos puede ayudar a calcular las concentraciones y los volúmenes. El resultado de multiplicar el volumen inicial por la concentración inicial es el mismo que multiplicar el vulumen final por la concentración final.

Disoluciones y diluciones

Densidad

La densidad es otro parámetro que nos encontraremos en el laboratorio. Los botes comerciales de reactivos vienen determinados por la concentración, la pureza y la densidad. Para elaborar nuestros propios reactivos, partiendo de uno comercial, tendremos que estar familiarizados con todo lo visto hasta ahora, y con la densidad.

disoluciones y diluciones

La densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia.

Problemas resueltos de disoluciones y diluciones

En futuras entradas publicaré problemas resueltos de disoluciones y diluciones. Procuraré hacerlos descargables en un formato estándar, como el PDF, para que sea de utilidad para quien los necesite.

Uso de cookies

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.plugin cookies

ACEPTAR
Aviso de cookies