Estos 2 problemas resueltos te resolverá la vida
Calcular el porcentaje en masa y volumen en la escuela es muy sencillo, el problema inicia cuando tienes problemas reales, en éste post usaré mi experiencia para explicar algunos problemas reales que podrían presentarse.
Problema 1.
Se desea preparar 1L de una solución de Hipoclorito de sodio al 3%.
Bien, teniendo en cuenta que la fórmula del porcentaje en volumen es el siguiente;
Es claro que el problema real nos pide hacer una solución, y éste se hace con agua destilada, nuestro soluto obviamente será el Hipoclorito de sodio, basado en la fórmula debemos despejar la variable del soluto y aqui te tengo el despeje completo;
En el despeje del soluto puedes apreciar dos cosas interesantes;
- La forma en que el solvente queda fuera de la ecuación, esto ocurre despejando el solvente de la suma de volúmenes de la mezcla, VT = Soluto + Solvente
- Que el despeje del soluto es igual a una simple regla de tres simples, teniendo en cuenta que el volumen total es el 100% y se desea saber que volumen corresponde el 3%, con esa lógica podemos incluso obviar de igual manera el solvente de la ecuación.
Soluto = (%V)(VT) / 100%
Soluto = (3%)(1000 ml) / 100%
Soluto = 30 ml
La respuesta es muy logica, pues 30 es el 1% de 1000, y con éste dato podemos calcular el solvente;
Solvente = VT - Soluto
Solvente = 1000 ml - 30 ml
Solvente = 970 ml
La respuesta entonces quedaría en usar un bote de 1 L , agregar 970 ml de agua destilada (Solvente) y 30 ml de Hipoclorito de sodio (Soluto), etiquetar nuestro bote con la leyenda; "Hipoclorito de sodio al 3%".
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| Hipoclorito de sodio generalmente se encuentra al 3% según la norma |
Problema 2.
Éste problema requiere contexto, muchas veces es necesario elaborar algunos productos químicos pero nuestra fórmula de elaboración no coincide con la cantidad de materia prima que tenemos, incluso el porcentaje de pureza es diferente, miremos el siguiente caso;
Se tiene 1200 ml de Alcohol del 96° y se desea preparar gel antibacterial al 70% Alc. ¿Cuánta agua destilada o purificada se requiere para llegar a esta dilución?
Claro está, en la vida real se ocupa otros productos químicos para crear gel antibacterial, si deseas saber COMO HACER GEL ANTIBACTERIAL PASO A PASO
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Podemos comprender que 1 L de Alcohol al 96° es equivalente a Alcohol 96%, eso quiere decir que por cada Litro de Alcohol del 96%, 1152 ml es alcohol puro y 48 ml agua.
Eso quiere decir que el Volumen Total estaría dado por Soluto + Solvente, Pero el Solvente seria igual al Agua necesario para reducir el alcohol del 96% a 70% a esto le sumaríamos los 48 ml de agua, esto se debe a que solo tomaremos en cuenta el soluto puro, que es 1152 ml
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| Ya que el alcohol Nunca va desaparecer de la mezcla, el comportamiento de la grafica se vuelve asistólico, es decir; nunca tocará el cero en el eje de las "X", ósea, nunca habrá 100% Agua o Alcohol al 0%. |
En la siguiente gráfica pueden observar el comportamiento de la concentración de alcohol en la mezcla en función a la cantidad de agua que se le agrega ;
%V = [(Soluto) / (Soluto + H2O + 48 ml)] x 100%
%V = [(1152) / (1152 ml + 100 ml + 48 ml)] x 100%
%V = 88.61 %
Eso quiere decir que podemos despejar "H2O" considerando %V = 70% ;
%V = [(Soluto) / (Soluto + H2O + 48 ml)] x 100%
Si despejamos el "H2O"
H2O = Soluto (100% - %V) - (48)(%V)
H2O = 1152 ml (100% - 70%) - (48)(70%)
H2O = 445.714 ml
Y nuestro volumen total seria de;
VT = 445.714 ml + 48 ml + 1152 ml
VT = 1,645.714 ml
En la preparación de Gel antibacterial, si queremos usar exactamente 1200 ml de alcohol del 96° será necesario agregar 445.714 ml de agua purificada o destilada a la mezcla, además de la proporción de carbopol necesaria y trietanolamina. El carbopol se agrega 10 g por cada Litro de preparación de volumen total, en este caso usaríamos 16 g de carbopol, la trietanolamina se agrega al gusto en función a la consistencia deseada, gota a gota y sin dejar de agitar hasta obtener la apariencia deseada.
Algunos preferirían preparar 1 L de gel anti-bacterial y le sobraría alcohol, pero esto amerita más trabajo o desperdicio de materia prima.
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