Preparación de Disoluciones y Conceptos Básicos de Química: Guía Práctica

Preparación de Disoluciones y Conceptos Básicos de Química

Ejercicios de Preparación de Disoluciones

A continuación, se detallan los procedimientos para preparar diferentes disoluciones, junto con cálculos de concentración y conversiones de unidades:

1. Preparación de 500 g de una mezcla homogénea de sacarosa en almidón al 15% en masa:

   • Calcular la masa de sacarosa: 500 g * 0.15 = 75 g de sacarosa.
   • Calcular la masa de almidón: 500 g - 75 g = 425 g de almidón.
   • Procedimiento: Pulverizar en un mortero 75 g de sacarosa y 425 g de almidón hasta obtener una mezcla homogénea.

2. Cálculo de la cantidad de glicerina en 500 mL de disolución acuosa al 20% en volumen:

   • Calcular el volumen de glicerina: 500 mL * 0.20 = 100 mL de glicerina.

3. Cálculo de la concentración en % en masa de una disolución de 12 g de paracetamol en 60 g de agua:

   • Calcular la concentración: (12 g / (12 g + 60 g)) * 100 = 16.67% en masa.

4. Cálculo de la masa de cloruro sódico (NaCl) necesaria para preparar 2 L de disolución al 0.9% (m/v):

   • Calcular la masa de NaCl: (0.9 g / 100 mL) * 2000 mL = 18 g de NaCl.

5. Cálculo de moles en 1 kg de glucosa:

   • Masa molar de la glucosa: 180 g/mol.
   • Calcular los moles: 1000 g / 180 g/mol = 5.56 mol.

6. Cálculo de moles en 200 g de ácido sulfúrico (H₂SO₄):

   • Masa molar del H₂SO₄: 98 g/mol.
   • Calcular los moles: 200 g / 98 g/mol = 2.04 mol.

7. Cálculo de moles en 100 g de ácido fosfórico (H₃PO₄):

   • Masa molar del H₃PO₄: 98 g/mol.
   • Calcular los moles: 100 g / 98 g/mol = 1.02 mol.

8. Cálculo de moles de NaCl en 500 mL de disolución acuosa 2 molar:

   • Calcular los moles: 2 mol/L * 0.5 L = 1 mol.

9. Cálculo de la molaridad de una disolución de NaCl en agua con concentración de 9 g/L:

   • Masa molar del NaCl: 58.5 g/mol.
   • Calcular la molaridad: 9 g/L / 58.5 g/mol = 0.15 M.

10. Preparación de 250 mL de una disolución acuosa de NaCl al 3% (m/v) a partir de NaCl comercial con 90% de riqueza:

    • Calcular la masa de NaCl puro: (3 g / 100 mL) * 250 mL = 7.5 g de NaCl puro.
    • Calcular la masa de NaCl comercial: 7.5 g / 0.90 = 8.33 g de NaCl comercial.
    • Procedimiento: Pesar 8.33 g de NaCl comercial y enrasar hasta 250 mL con agua.

11. Conversión de la concentración de ión fluoruro en una pasta dentífrica de 1500 ppm a mg/kg:

    • 1500 ppm = 1500 mg/kg.

12. Dilución de 100 mL de solución salina fisiológica (SSF) con 200 mL de agua destilada:

    • Calcular la dilución: 100 mL / (100 mL + 200 mL) = 1/3.

13. Cálculo de la concentración de la disolución resultante de la dilución anterior:

    • Concentración inicial de SSF: 0.9% (m/v).
    • Calcular la concentración final: 0.9% / 3 = 0.3% (m/v).

14. Preparación de 250 mL de disolución acuosa de NaOH 0.5 M a partir de otra 3 M:

    • Aplicar la fórmula de dilución: V₁ * C₁ = V₂ * C₂.
    • Calcular el volumen de la disolución madre: (250 mL * 0.5 M) / 3 M = 41.67 mL.
    • Procedimiento: Tomar 41.67 mL de la disolución madre y enrasar hasta 250 mL con agua destilada.

Formas de Expresar la Concentración de una Disolución

La concentración de una disolución se puede expresar de varias formas, entre ellas:

• Porcentaje en masa (% masa)
• Porcentaje en volumen (% volumen)
• Porcentaje masa/volumen (% m/v)
• Molaridad (M)
• Partes por millón (ppm)

Equivalencia del Mol

Un mol equivale a 6.022 x 10²³ unidades elementales (número de Avogadro).

Cálculo de Moléculas en una Disolución

En un litro de disolución acuosa 3 molar de acetilcisteína, hay:

• 3 mol/L * 6.022 x 10²³ moléculas/mol = 1.8066 x 10²⁴ moléculas de acetilcisteína.

Cálculo de Moles en una Disolución

En 500 mL de disolución 0.5 molar de paracetamol en agua, hay:

• 0.5 mol/L * 0.5 L = 0.25 moles de paracetamol.

Clasificación de Sustancias

1. Sustancia pura: Compuesto molecular.
2. Sustancia pura: Compuesto cristalino.
3. Sustancia pura: Elemento molecular.
4. Sustancia pura: Cristal atómico.
5. Mezcla heterogénea.
6. Sustancia pura: Elemento atómico.
7. Mezcla heterogénea.

Ejemplos:

• Helio (He): Sustancia pura, elemento atómico.
• Ácido sulfúrico (H₂SO₄): Sustancia pura, compuesto molecular.
• Agua de mar: Mezcla homogénea.
• Oxígeno (O₂): Sustancia pura, elemento molecular.
• Granito: Mezcla heterogénea.
• Amalgama dental: Mezcla homogénea.
• Agua pura: Sustancia pura, compuesto molecular.

Conceptos de Magnitud, Unidad y Medida

Una magnitud es una propiedad observable de la materia que puede ser medida y a la que se puede asignar una unidad; se puede cuantificar de forma objetiva. Ejemplos de magnitudes físicas son la longitud, la masa y el tiempo.

La unidad es una cantidad definida que se toma para compararla con otras cantidades de la misma magnitud. Debe cumplir las siguientes condiciones:

• Ser constante e inalterable, es decir, no cambiar con el paso del tiempo ni en función de quién realice la medida.
• Ser sencilla, práctica y fácil de reproducir en todo momento.
• Ser universal.

Normas para escribir las unidades:

• Cada unidad se representa por un símbolo que tiene una o más letras.
• Los símbolos de las unidades se escriben en minúscula, salvo que deriven de un nombre propio.
• No se añade una "s" en plural y se escriben sin punto al final.

La materia es todo aquello que tiene volumen.

Sistema de Unidades

Un sistema de unidades es un conjunto de unidades de medida fundamentales y unidades derivadas. Por ejemplo:

• Longitud es una magnitud fundamental, su unidad es el metro (m).
• Superficie y volumen son magnitudes derivadas de la longitud, sus unidades son m² y m³, respectivamente. La unidad de capacidad es el litro (L).
• Masa es una magnitud fundamental, su unidad es el kilogramo (kg).

Notación Científica

La notación científica consta de:

• Una parte entera de una sola cifra, que no sea 0.
• Una parte decimal.
• Una potencia de 10 con exponente entero.

Ejemplo: 5.3 x 10ⁿ

Balanzas y Medición de Masa

Las balanzas son el instrumento que cuantifica la masa de una sustancia. La relación entre peso (P) y masa (m) es: P = m * g, donde g es la aceleración de la gravedad.

Características de las balanzas:

• Exactitud: Proximidad al valor real.
• Precisión: Cercanía entre sí de todas las medidas realizadas.
• Sensibilidad: Capacidad para apreciar cantidades mínimas.
• Carga máxima y carga mínima.

Las balanzas electrónicas son las más utilizadas en el laboratorio de Oficina de Farmacia (OF) porque son rápidas y ofrecen exactitud, precisión y sensibilidad. La balanza de precisión oscila entre 0.1 g y 0.001 g. La balanza electrónica analítica tiene una precisión de 0.0001 g.

Errores de Medición

El error relativo (E_r) es el cociente entre el error absoluto (E_a) y el valor exacto (m): E_r = E_a / m.

Tipos de errores:

• Errores sistemáticos: Ocurren cuando, al realizar varias medidas, existe poca variación entre ellas. Son difíciles de detectar, pero una vez detectados, son fáciles de corregir. Causas: defectos de reactivos, aparatos mal calibrados o error del operador.
• Errores aleatorios: Son fortuitos e impredecibles. Causas: equivocación de muestra, contaminación de la muestra, empleo de un reactivo incorrecto o error del operador.

Procedimientos Normalizados de Trabajo (PNT)

Los PNT son procedimientos escritos y aprobados según normas de correcta elaboración y control de calidad, que describen de forma específica las actividades que se llevan a cabo en la elaboración de preparados farmacéuticos y su control de calidad.

Objetivos de los PNT

• Que todo el personal sepa qué hacer, cuándo y cómo.
• Localizar e identificar fallos para poder aprender de ellos en el futuro.

Clasificación de los PNT

1. Generales (PG): Describen las operaciones generales y actividades relacionadas directa o indirectamente entre ellas, encaminadas a la elaboración de formas farmacéuticas. Código: PN/L/PG/000/00.

2. Operaciones farmacéuticas (OF): Describen aquellos procedimientos de laboratorio relacionados con la formulación. Código: PN/L/OF/000/00.

3. Elaboración de formas farmacéuticas: Describen las operaciones a realizar en la elaboración farmacéutica. Código: PN/L/FF/000/00.

4. Controles de productos: Describen las operaciones para realizar los controles de calidad. Código: PN/L/CP/000/00.

Apartados de un PNT

• Objetivo
• Procedimiento
• Responsabilidad de aplicación y alcance
• Responsable de cumplirlo
• Definiciones: términos para entender el procedimiento
• Descripción: desarrollo del procedimiento
• Registros que genera el procedimiento y su ubicación
• Control de cambios
• Anexos