Disoluciones Químicas, Factores de Solubilidad y Unidades de Concentración
Porcentaje volumen en volumen
Al terminar vas a poder calcular el porcentaje volumen en volumen en las dos direcciones, leer los grados de una etiqueta, y explicar por qué al mezclar dos líquidos el volumen final no es la suma.
Qué es
El porcentaje volumen en volumen (% v/v) dice cuántos mililitros de soluto hay en 100 mL de disolución.
% v/v = (mL de soluto ÷ mL de DISOLUCIÓN) × 100
Se usa cuando el soluto es líquido, porque medir un líquido en volumen es mucho más práctico que pesarlo: alcohol en una bebida, vinagre, alcohol en gel, anticongelante.
Y es la unidad que aparece en las etiquetas de las bebidas: lo que se lee como «40 grados» es 40 % v/v.
Ejemplos resueltos
1 · Del dato al porcentaje. Una botella de 700 mL contiene 280 mL de alcohol puro.
- 280 ÷ 700 = 0,4.
- × 100 = 40 % v/v.
2 · Del porcentaje al volumen de soluto. ¿Cuántos mL de alcohol puro hay en 1.500 mL de una bebida al 12 % v/v?
- 12 % v/v = 12 mL por cada 100 mL.
- 1.500 mL son quince veces 100 mL.
- 12 × 15 = 180 mL de alcohol puro.
3 · Preparar una disolución. ¿Cómo se preparan 250 mL de alcohol al 70 % v/v a partir de alcohol de 96°?
- Alcohol puro que hace falta: 250 × 0,70 = 175 mL de alcohol al 100 %.
- Como el de partida es del 96 %: 175 ÷ 0,96 = 182 mL del alcohol de 96°.
- Se ponen esos 182 mL en un recipiente graduado y se completa con agua hasta 250 mL.
El paso 3 es el que importa y es el que casi nadie hace bien: no se le agregan 68 mL de agua a los 182. Se completa hasta la marca, y la razón está abajo.
4 · Un caso de etiqueta. Una cerveza de 350 mL dice «5 % vol». ¿Cuánto alcohol trae?
350 × 0,05 = 17,5 mL de alcohol puro.
Por qué los volúmenes no se suman
Este es el dato interesante del tema, y explica el paso 3 de arriba.
Al mezclar 50 mL de alcohol con 50 mL de agua NO se obtienen 100 mL. Se obtienen alrededor de 96 mL.
La causa: las moléculas de alcohol y las de agua se atraen entre sí más de lo que se atraían consigo mismas, por los puentes de hidrógeno, y además las moléculas pequeñas de agua se acomodan en los huecos que dejan las de alcohol. El resultado es que la mezcla se compacta.
Por eso una disolución se prepara completando hasta la marca y no sumando volúmenes: si sumaras, la concentración quedaría mal.
Y por eso mismo el porcentaje v/v no es exactamente aditivo: mezclar partes iguales de dos bebidas no da el promedio exacto de sus grados, aunque para el examen ese detalle no se pide.
Por qué el alcohol de limpieza es de 70 % y no de 96 %
Es la pregunta de aplicación que más aparece, y la respuesta sorprende: el alcohol al 70 % desinfecta mejor que el de 96 %.
Por qué: para matar una bacteria, el alcohol tiene que atravesar su membrana y desnaturalizar las proteínas de adentro. El alcohol puro coagula las proteínas de la superficie tan rápido que forma una costra y no llega al interior. Con un 30 % de agua, la penetración es más lenta y el alcohol entra. Además, el agua hace falta para que la desnaturalización ocurra.
Más concentrado no siempre es más efectivo, y este es el ejemplo que el temario usa para decirlo.
Cómo se distingue de las otras unidades
| Unidad | Arriba | Abajo | Cuándo se usa |
|---|---|---|---|
| % m/m | gramos | gramos de disolución | industria, etiquetas de sólidos |
| % m/v | gramos | mL de disolución | sueros, medicamentos |
| % v/v | mL | mL de disolución | bebidas, alcoholes |
La regla de lectura: la primera letra es lo de arriba y la segunda, lo de abajo. En v/v las dos son volumen, así que el soluto tiene que ser líquido.
Los errores que más se cobran
- Usar el volumen del disolvente en el denominador. Es el de la disolución completa.
- Sumar los volúmenes al preparar. Se completa hasta la marca: los volúmenes no son aditivos.
- Confundir % v/v con % m/v. Si el soluto es líquido y se mide en mL, es v/v.
- Olvidar corregir cuando el reactivo de partida no es puro. Para 175 mL de alcohol puro a partir de uno de 96° hacen falta 182 mL, no 175.
- Olvidar multiplicar por 100.
- Creer que más concentrado desinfecta más. El alcohol al 70 % desinfecta mejor que el de 96 %.
Clave de análisis
El % v/v son mililitros de soluto en 100 mL de disolución, y se usa cuando el soluto es líquido — es lo que las etiquetas llaman «grados». Para calcular, leelo como una regla de tres: tantos mL por cada 100. Los dos cuidados que deciden el ejercicio son que el denominador es la disolución terminada y que los volúmenes no se suman: mezclar 50 mL de alcohol con 50 mL de agua da unos 96 mL, porque las moléculas se atraen y se acomodan en los huecos, así que una disolución siempre se prepara completando hasta la marca. Y si el reactivo de partida no es puro, hay que corregir por su propia concentración antes de medir.