Articulo de referencia

Concentración

En química , la concentración es la abundancia de un componente dividida por el volumen total de una mezcla. Se pueden distinguir varios tipos de descripción matemática: concent...

En química , la concentración es la abundancia de un componente dividida por el volumen total de una mezcla. Se pueden distinguir varios tipos de descripción matemática: concentración másica , concentración molar , concentración numérica y concentración volumétrica . [ 1 ] La concentración puede referirse a cualquier tipo de mezcla química, pero con mayor frecuencia se refiere a solutos y disolventes en disoluciones . La concentración molar (en cantidad) tiene variantes, como la concentración normal y la concentración osmótica . La dilución es la reducción de la concentración, por ejemplo, al añadir disolvente a una disolución. El verbo "concentrar" significa aumentar la concentración, lo contrario de diluir.

Etimología

Concentración , concentración , acción o acto de reunirse en una casa de campo en un solo lugar, llevando a personas negras como esclavas a un centro común, se usó en latín posclásico en 1550 o antes; términos similares están atestiguados en italiano (1589), español (1589), inglés (1606) y francés (1632). [ 2 ]

Descripción cualitativa

Estos vasos que contienen tinte rojo muestran cambios cualitativos en la concentración. Las soluciones de la izquierda son más diluidas, en comparación con las soluciones más concentradas de la derecha.

A menudo, en lenguaje informal y no técnico, la concentración se describe de forma cualitativa , mediante el uso de adjetivos como "diluida" para soluciones de concentración relativamente baja y "concentrada" para soluciones de concentración relativamente alta. Para concentrar una solución, se debe añadir más soluto (por ejemplo, alcohol) o reducir la cantidad de disolvente (por ejemplo, agua). Por el contrario, para diluir una solución, se debe añadir más disolvente o reducir la cantidad de soluto. A menos que dos sustancias sean miscibles , existe una concentración a la que no se disuelve más soluto en la solución. En este punto, se dice que la solución está saturada . Si se añade más soluto a una solución saturada, no se disolverá, excepto en ciertas circunstancias, cuando puede producirse la sobresaturación . En su lugar, se producirá la separación de fases , dando lugar a fases coexistentes, ya sea completamente separadas o mezcladas en una suspensión . El punto de saturación depende de muchas variables, como la temperatura ambiente y la naturaleza química precisa del disolvente y el soluto.

Las concentraciones a menudo se denominan niveles , lo que refleja el esquema mental de los niveles en el eje vertical de un gráfico , que pueden ser altos o bajos (por ejemplo, "niveles séricos altos de bilirrubina" son concentraciones de bilirrubina en el suero sanguíneo que son mayores de lo normal ).

Formulación

Hay cuatro magnitudes que describen la concentración:

Concentración de masa

La concentración de masaρi{\displaystyle \rho _{i}}se define como la masa de un constituyentemetroi{\displaystyle m_{i}}dividido por el volumen de la mezclaV{\displaystyle V}:

ρi=metroiV.{\displaystyle \rho _{i}={\frac {m_{i}}{V}}.}

La unidad del SI es kg/m³ ( equivalente a g/L).

Concentración molar

La concentración molardoi{\displaystyle c_{i}}se define como la cantidad de un constituyentenortei{\displaystyle n_{i}}(en moles) dividido por el volumen de la mezclaV{\displaystyle V}:

doi=norteiV.{\displaystyle c_{i}={\frac {n_{i}}{V}}.}

La unidad del SI es mol/m³ . Sin embargo, más comúnmente se utiliza la unidad mol/L (= mol/dm³ ) .

Concentración numérica

La concentración numéricadoi{\displaystyle C_{i}}se define como el número de entidades de un constituyentenortei{\displaystyle N_{i}}en una mezcla dividida por el volumen de la mezclaV{\displaystyle V}:

doi=norteiV.{\displaystyle C_{i}={\frac {N_{i}}{V}}.}

La unidad del SI es 1/ .

Concentración de volumen

La concentración de volumenσi{\displaystyle \sigma _{i}}(que no debe confundirse con la fracción de volumen [ 3 ] ) se define como el volumen de un constituyente.Vi{\displaystyle V_{i}}dividido por el volumen de la mezclaV{\displaystyle V}:

σi=ViV.{\displaystyle \sigma _{i}={\frac {V_{i}}{V}}.}

Al ser adimensional, se expresa como un número, por ejemplo, 0,18 o 18%.

Parece no existir una notación estándar en la literatura inglesa. La letraσi{\displaystyle \sigma _{i}}El término utilizado aquí es normativo en la literatura alemana [ 4 ] ( ).

Se pueden utilizar otras magnitudes para describir la composición de una mezcla. Estas no deben denominarse concentraciones. [ 1 ]

Normalidad

La normalidad se define como la concentración molar.doi{\displaystyle c_{i}}dividido por un factor de equivalenciaFmiq{\displaystyle f_{\mathrm {eq} }}Dado que la definición del factor de equivalencia depende del contexto (de la reacción que se esté estudiando), la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología desaconsejan el uso de la normalidad.

Molalidad

La molalidad de una soluciónbi{\displaystyle b_{i}}se define como la cantidad de un constituyentenortei{\displaystyle n_{i}}(en moles) dividido por la masa del disolventemetrosolvminortet{\displaystyle m_{\mathrm {solvent} }}( no la masa de la solución):

bi=norteimetrosolvminortet.{\displaystyle b_{i}={\frac {n_{i}}{m_{\mathrm {solvent} }}}.}

La unidad del SI para la molalidad es mol/kg.

Fracción molar

La fracción molarincógnitai{\displaystyle x_{i}}se define como la cantidad de un constituyentenortei{\displaystyle n_{i}}(en moles) dividido por la cantidad total de todos los componentes de una mezcla.nortetot{\displaystyle n_{\mathrm {tot} }}:

incógnitai=norteinortetot.{\displaystyle x_{i}={\frac {n_{i}}{n_{\mathrm {tot} }}}.}

La unidad del SI es mol/mol. Sin embargo, la notación obsoleta de partes por mol se usa a menudo para describir fracciones molares pequeñas.

Relación molar

La relación molarri{\displaystyle r_{i}}se define como la cantidad de un constituyentenortei{\displaystyle n_{i}}dividido por la cantidad total de todos los demás componentes de una mezcla:

ri=norteinortetotnortei.{\displaystyle r_{i}={\frac {n_{i}}{n_{\mathrm {tot} }-n_{i}}}.}

Sinortei{\displaystyle n_{i}}es mucho más pequeño quenortetot{\displaystyle n_{\mathrm {tot} }}La relación molar es casi idéntica a la fracción molar.

La unidad del SI es mol/mol. Sin embargo, la notación obsoleta de partes por mol se usa a menudo para describir pequeñas proporciones molares.

Fracción de masa

La fracción de masawi{\displaystyle w_{i}}es la fracción de una sustancia con masametroi{\displaystyle m_{i}}a la masa de la mezcla totalmetrotot{\displaystyle m_{\mathrm {tot} }}, definido como:

wi=metroimetrotot.{\displaystyle w_{i}={\frac {m_{i}}{m_{\mathrm {tot} }}}.}

La unidad del SI es kg/kg. Sin embargo, la notación obsoleta de partes por se usa a menudo para describir fracciones de masa pequeñas.

relación de masas

La relación de masasζi{\displaystyle \zeta _{i}}se define como la masa de un constituyentemetroi{\displaystyle m_{i}}dividido por la masa total de todos los demás componentes de una mezcla:

ζi=metroimetrototmetroi.{\displaystyle \zeta _{i}={\frac {m_{i}}{m_{\mathrm {tot} }-m_{i}}}.}

Simetroi{\displaystyle m_{i}}es mucho más pequeño quemetrotot{\displaystyle m_{\mathrm {tot} }}La relación de masas es casi idéntica a la fracción de masa.

La unidad del SI es kg/kg. Sin embargo, la notación obsoleta de partes por se usa a menudo para describir pequeñas proporciones de masa.

Dependencia del volumen y la temperatura

La concentración depende de la variación del volumen de la solución con la temperatura, debido principalmente a la dilatación térmica .

Véase también

Referencias

  1. 1 2 IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 ) " concentración ". doi : 10.1351/goldbook.C01222
  2. "concentración" . Oxford English Dictionary ( edición en línea). Oxford University Press. (Se requiere suscripción o ser miembro de una institución participante ).
  3. IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 ) " fracción de volumen ". doi : 10.1351/goldbook.V06643
  4. Norma DIN 1310 : Zusammensetzung von Mischphasen (Gasgemische, Lösungen, Mischkristalle); Begriffe, Formelzeichen. 1984.
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