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Química · Unidad 8 — Soluciones

Concentración: % m/m, % m/V y % V/V

Los tres porcentajes se escriben igual y no significan lo mismo. Confundir % m/m con % m/V es el error número uno del parcial, y pasar de uno al otro no se hace con una regla de tres: hace falta la densidad.

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La explicación

Qué mide una concentración

La concentración dice cuánto soluto hay por cada tanto de solución. La parte de arriba de esa comparación siempre es el soluto; la de abajo, casi siempre la solución entera. Lo único que cambia entre una forma y otra es en qué unidad se mide cada parte.

Las tres formas porcentuales, una por una

% m/m = (masa de soluto / masa de solución) × 100   [g cada 100 g]
% m/V = (masa de soluto en g / volumen de solución en mL) × 100   [g cada 100 mL]
% V/V = (volumen de soluto / volumen de solución) × 100   [mL cada 100 mL]

Leídas así se entienden solas:

El % m/V es el único de los tres que no es un porcentaje de verdad: arriba hay gramos y abajo mililitros, así que no se están comparando dos cosas de la misma clase. Es una convención cómoda —y muy usada en medicina—, no una fracción.

El denominador es la SOLUCIÓN, siempre

Éste es el punto que más caro sale. Si un enunciado dice «se disuelven 8 g en 42 g de agua», los 42 g son el solvente, no la solución. La solución pesa 8 + 42 = 50 g, y el porcentaje se calcula sobre esos 50.

correcto: 8 / 50 × 100 = 16 % m/m
mal: 8 / 42 × 100

La cuenta mal hecha da un número parecido, y ése es el problema: no salta a la vista. La única defensa es preguntarse siempre, antes de dividir, si el número de abajo es la solución o el solvente.

Pasar de % m/m a % m/V: acá entra la densidad

Los dos hablan de la misma solución, pero uno mide la solución en gramos y el otro en mililitros. El puente entre gramos y mililitros es la densidad, y no hay forma de saltearla.

1. Elegí como base 100 g de solución. Ahí el % m/m es directamente los gramos de soluto.
2. Pasá esos 100 g a volumen con la densidad: V = m / δ.
3. Calculá % m/V = (gramos de soluto / ese volumen) × 100.

Si hacés ese camino un par de veces sale el atajo, que conviene entender y no memorizar:

% m/V = % m/m × δ   (con δ en g/mL)

Y como el agua tiene δ ≈ 1 g/mL, en soluciones muy diluidas los dos números casi coinciden. Eso explica por qué la confusión sobrevive tanto tiempo sin que nadie la note: recién se vuelve visible cuando la solución es concentrada y la densidad se despega de 1.

El control que conviene hacer siempre

Si la densidad es mayor que 1 g/mL, el % m/V tiene que dar mayor que el % m/m; si es menor que 1, al revés. Es un chequeo de dos segundos que caza el 90 % de los errores de este tema.

Un ejercicio resuelto, paso a paso

Se disuelven 24 g de glucosa en 176 g de agua. La densidad de la solución resultante es 1,08 g/mL. a) Calculá el % m/m. b) Calculá el volumen de la solución. c) Calculá el % m/V y compará con el % m/m.

a) El % m/m. Primero la masa de la solución, que es lo que va abajo:

m(solución) = 24 g + 176 g = 200 g

Y recién ahora el porcentaje:

% m/m = (24 / 200) × 100 = 12 % m/m
El error que se evita acá. Dividir por 176 —la masa del agua— daría 13,6 y estaría mal. El agua es el solvente; la solución pesa 200 g.

b) El volumen. La densidad es el puente entre la masa de la solución y su volumen:

V = m / δ = 200 g / 1,08 g/mL = 185,2 mL

Fijate que el volumen es menor que 200 mL, porque la solución es más densa que el agua. Si hubiera dado más de 200 mL, la cuenta estaría dada vuelta.

c) El % m/V. Mismos 24 g de soluto, pero ahora abajo va el volumen de la solución:

% m/V = (24 / 185,2) × 100 = 12,96 % m/V

Y el atajo lo confirma por un camino independiente:

% m/V = % m/m × δ = 12 × 1,08 = 12,96 ✔

Los dos números describen la misma solución y no son iguales: 12 contra 12,96. Como la densidad es mayor que 1, el % m/V salió más grande, que es justo el control que había que hacer.

Dónde se cae la mayoría

Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.

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