GUIA DE EJERCICIOS CONVERSIÓN DE UNIDADES ÁreadeQuímica
Resultados de aprendizaje 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: Unidad de medida de concentración, cuando son mezclas sólidas se refiere a los miligramos (mg) de analito por Kg de soluto (mg/Kg) 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: -2
-2
a) Si tengo una concentración de sulfato (SO4 ) = 30 ppm, equivalente a escribir [SO4 ] = 30 mg/L, esta concentración indica que hay 30 miligramos de ion sulfato por litro de solución. b) Si una roca contiene 45 ppm pp m de cobre, esto significa que hay 45 mg de cobre por cada kg de roca.
ppm: 1 ppm =
mg L 1
o
10
mg Kg
= 10−
: 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 Kg de soluto (μg/Kg) y para el caso de disoluciones líquidas líquidas se expresa como microgramo (μg) de analito por litro (L) de solución (μg/L). (μg/L).
ppb:
μg L
o
μg Kg
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1
1
1 ppb =
= 10−
10
: 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 Kg de soluto (ng/Kg) y para el caso de disoluciones líquidas se expresa como nanogramo (ng) de analito por litro (L) de solución (ng/L
ppt: 1 ppt =
ng L 1
ng
o
10
Kg
= 10−
1 ppm = 1000 ppb 1 ppb = 1000 ppt 1 ppm = 1000 ppb = 1000000 ppt
ppm =
masa de soluto masa de disolución mg mg o L Kg
∗ 10
ppb =
masa de soluto masa de disolución μg μg ppb: o L Kg
∗ 10
ppt =
masa de soluto masa de disolución μg μg ppb: o L Kg
∗ 10
Ejercicio 1: Realizar las siguientes conversiones de unidades: 35,6 ppm a ppb, ppt. Para realizar las siguientes conversiones de u nidades, 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,
1 ppm
→
35,6 ppm →
1000 ppb
Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppb tenemos:
x ppb = 35,6 ppm ∗
1000 ppb 1 ppm
x ppb = 35600 ppb Para transformar de ppm a ppt utilizamos la siguiente relación: Servicios Académicos para el Acompañamiento y la Permanencia - PAIEP Primera Edición - 2016
2
1 ppm = 1000000 ppt Y mediante una regla de tres tenemos
1 ppm
→ 1000000 ppt
35,6 ppm →
x
Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos:
x ppt = 35,6 ppm ∗
1000000 ppt 1 ppm
x ppt = 35,6 ∗ 10 ppt
Ejercicio 2: Si la concentración NaNO2 es 45789 ppb, ¿Cuál es su concentración en unidades de ppm y ppt? Para convertir 45789 ppb a ppm debemos tener presente que 1 ppm = 1000 ppb o en su defecto 1ppb = 0,001 ppm. Realizando una regla de tres tenemos:
1 ppm
→
x →
1000 ppb 45789 ppb
x ppm = 45789 ppb ∗
1 ppm 1000 ppb
x ppm = 45,789 ppm Para el caso donde nos piden transformar 45789 ppb a ppt, sabemos que:
1 ppb = 1000 ppt Por regla de tres tendríamos:
1 ppb
→ 1000 ppt
45789 ppb →
x
Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos:
x ppt = 45789 ppb ∗
1000 ppt 1 ppb
x ppt = 45789000 ppt
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Ejercicio 3: La concentración permitida de flúor en el agua potable es de 2,7x102 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 2
2
A) Si la concentración de flúor es igual a 2,7x10 ppm es equivalente a decir 2,7x10 mg/L. La concentración molar se expresa como:
∗ C =
moles F− L -
Para calcular la Cm 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
1g → 1000 mg x → 2,7 x10 mg g F− =
1g 1000 mg
x 2,7 x10 mg
g F− = 0,27 -
Teniendo la masa molar de F , ℳ ℳ =18,99 g/mol podemos determinar sus moles así:
n=
gramos F − Masa molar F −
n=
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 =
0,0142 mol F 1L
= 0,014 mol/L
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B) Sabemos
1 ppm = 1000 ppb Si la concentración límite de flúor es 2,7x102 ppm, para conocer su valor en ppb debemos realizar una regla de tres.
1 ppm
→
1000 ppb
2,7 x10 ppm →
x
Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppb tenemos:
x ppb = 2,7 x10 ppm ∗
1000 ppb 1 ppm
x ppb = 2,7 ∗ 10 ppb C) Ahora, para transformar de ppm a ppt utilizamos la siguiente relación:
1 ppm = 1000000 ppt Y mediante una regla de tres tenemos
1 ppm
→ 1000000 ppt
2,7 x10 ppm
→
x
Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos:
x ppt = 2,7 x10 ppm ∗
1000000 ppt 1 ppm
x ppt = 2,7 ∗ 10 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. Servicios Académicos para el Acompañamiento y la Permanencia - PAIEP Primera Edición - 2016
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mg As = ppm ∗ Vol (L)solución mg As = 53
mg L
∗ 70 L
mg As = 3710 mg
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Douglas A. Skoog (2015); Fundamentos Learning.
de Química Analítica (9a. ed), México, D.F. Cengage
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