GUIA DE EJERCICIOS CONVERSIÓN DE UNIDADES

Transcripción

1 GUIA DE EJERCICIOS CONVERSIÓN DE UNIDADES Resultados de aprendizaje Área de Química Identifica, interpreta y memoriza conceptos básicos de química para la resolución de ejercicios, desarrollando pensamiento lógico y sistemático. Contenidos 1. Partes por millón (ppm) 2. Partes por billón (ppb) 3. Partes por trillón (ppt) Debo saber Antes de empezar a realizar estos ejercicios es importante que recordemos algunos conceptos: Partes por millón (ppm): Unidad de medida de concentración, cuando son mezclas sólidas se refiere a los miligramos (mg) de analito por de soluto (mg/) y para el caso de disoluciones líquidas se expresa como miligramo (mg) de analito por litro (L) de solución (mg/l). De manera general, si se tiene un millón de granos de arroz y si uno de los 1000 granos se pinta de rojo, este grano representaría una parte por millón. Algunos ejemplos específicos serían: a) Si tengo una concentración de sulfato (SO 4-2 ) = 30 ppm, equivalente a escribir [SO 4-2 ] = 30 mg/l, esta concentración indica que hay 30 miligramos de ion sulfato por litro de solución. b) Si una roca contiene 45 ppm de cobre, esto significa que hay 45 mg de cobre por cada kg de roca. ppm: mg L = o mg = 10 6 Partes por billón (ppb): Unidad de medida para expresar concentraciones del orden de las trazas. Para el caso de mezclas sólidas se refiere a los microgramos (μg) de analito por de soluto (μg/) y para el caso de disoluciones líquidas se expresa como microgramo (μg) de analito por litro (L) de solución (μg/l). ppb: μg L o μg Primera Edición

2 1 ppb = = 10 9 Partes por Trillon (ppt): Unidad de medida para expresar concentraciones del orden de las ultra trazas. Para el caso de mezclas sólidas se refiere a los nanogramo (ng) de analito por de soluto (ng/) y para el caso de disoluciones líquidas se expresa como nanogramo (ng) de analito por litro (L) de solución (ng/l Relaciones matemáticas ppt: ng L o ng 1 1 ppt = = = 1000 ppb 1 ppb = 1000 ppt = 1000 ppb = ppt Partes por millón (ppm) Partes por billón (ppb) Partes por trillón (ppt) Ecuación General Unidades masa de soluto ppm = masa de disolución 106 ppb = mg L o mg masa de soluto masa de disolución 109 ppt = ppb: μg L o μg masa de soluto masa de disolución 1012 ppb: μg L o μg Ejercicio 1: Realizar las siguientes conversiones de unidades: 35,6 ppm a ppb, ppt. Para realizar las siguientes conversiones de unidades, debemos recordar las relaciones matemáticas que se mencionaron con anterioridad en el debo saber. Por lo tanto, uno de los métodos para resolver el numeral A es mediante una regla de tres. Si, 1000 ppb 35,6 ppm x Siendo X la incógnita, que corresponde a la concentración en ppb tenemos: x ppb = 35,6 ppm 1000 ppb x ppb = ppb Para transformar de ppm a ppt utilizamos la siguiente relación: Primera Edición

3 = ppt Y mediante una regla de tres tenemos ppt 35,6 ppm x Siendo X la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos: x ppt = 35,6 ppm ppt x ppt = 35, ppt Ejercicio 2: Si la concentración NaNO 2 es ppb, Cuál es su concentración en unidades de ppm y ppt? Para convertir ppb a ppm debemos tener presente que = 1000 ppb o en su defecto 1ppb = 0,00. Realizando una regla de tres tenemos: 1000 ppb x ppb x ppm = ppb x ppm = 45,789 ppm 1000 ppb Para el caso donde nos piden transformar ppb a ppt, sabemos que: Por regla de tres tendríamos: 1 ppb = 1000 ppt 1 ppb 1000 ppt ppb x Siendo X la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos: x ppt = ppb 1000 ppt 1 ppb x ppt = ppt Primera Edición

4 Ejercicio 3: La concentración permitida de flúor en el agua potable es de 2,7x10 2 ppm de F -. Cuando el suministro de agua supera este valor límite, el agua suele tener un sabor particular. Determinar la concentración en: A) moles /L (concentración molar). B) ppb C) ppt A) Si la concentración de flúor es igual a 2,7x10 2 ppm es equivalente a decir 2,7x10 2 mg/l. La concentración molar se expresa como: moles F 1 C m = L Para calcular la C m inicialmente debemos calcular las moles de F -. Para ello, la masa que tenemos expresada en miligramos de F - la pasamos a gramos y posteriormente con el peso molecular determinamos sus moles. Por regla de tres g F = 1g 1000 mg x 2,7 x10 2 mg 1 g 1000 mg x 2,7 x102 mg g F = 0,27 Teniendo la masa molar de F -, M M =18,99 g/mol podemos determinar sus moles así: n = n = gramos F Masa molar F 0,27 g 18,99 g/mol n = 0,0142 mol F Reemplazando en la ecuación *, sabemos que la concentración molar del flúor es: C m = 0,0142 mol F 1L = 0,014 mol/l Primera Edición

5 B) Sabemos = 1000 ppb Si la concentración límite de flúor es 2,7x10 2 ppm, para conocer su valor en ppb debemos realizar una regla de tres ppb 2,7 x10 2 ppm x Siendo X la incógnita, que corresponde a la concentración en ppb tenemos: x ppb = 2,7 x10 2 ppm 1000 ppb x ppb = 2, ppb C) Ahora, para transformar de ppm a ppt utilizamos la siguiente relación: = ppt Y mediante una regla de tres tenemos ppt 2,7 x10 2 ppm x Siendo X la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos: x ppt = 2,7 x10 2 ppm ppt x ppt = 2, ppt Ejercicio 4: Qué cantidad de Arsénico se necesita para preparar 70L de una solución que contenga 53 ppm? Los ppm en disoluciones líquidas se expresan como miligramos (mg) de analito sobre litro (L) de solución. ppm = mg analito Vol (L) solución Por lo tanto para determinar la masa de arsénico, debemos despejar los mg de analito de la anterior ecuación. Primera Edición

6 mg As = ppm Vol (L)solución mg As = 53 mg L 70 L mg As = 3710 mg Primera Edición

7 Responsables académicos Corregida por comité Editorial PAIEP. Si encuentra algún error favor comunicarse a ciencia.paiep@usach.cl Referencias y fuentes utilizadas Douglas A. Skoog (2015); Fundamentos Learning. de Química Analítica (9a. ed), México, D.F. Cengage Primera Edición