UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA FACULTAD DE MEDICINA DEPTO. CS. BASICAS
PREPARACIÓN DE SOLUCIONES EN EL LABORATORIO CLÍNICO
GUÍA PRÁCTICA
DR. LUIS A. SALAZAR DOCENTE UNIDAD BIOQUIMICA
-2004-
Prólogo Un trabajo importante del laboratorio lo constituye la preparación de soluciones y reactivos. Con frecuencia también es necesaria la dilución de las muestras o de los reactivos o disoluciones. A continuación se describen de forma práctica como se realizan las soluciones y cómo se preparan soluciones de concentración expresada en diferentes unidades físicas y químicas.
El autor
DILUCIONES La dilución de muestras y reactivos se realiza muy frecuentemente en los laboratorios. Expresa la relación de una disolución en un volumen total. Así, por ejemplo, una dilución 1:5 contiene un volumen de la disolución original en un volumen total de 5. La fórmula V x C = V’ x C’ , donde V y C son el volumen y la concentración de la solución concentrada y V’ y C’ son el volumen y la concentración de la solución diluida, resulta la más utilizada para la preparación de diluciones. Por ejemplo, para diluir una muestra de suero 1:10. se toma un volumen de la muestra (0.1 ml., 1.0 ml., etc) y se añaden 9 volúmenes del diluyente (0.9 ml., 9.0 ml., etc).
SOLUCIONES DE CONCENTRACION EXPRESADA EN UNIDADES FISICAS Las unidades físicas de expresión de la concentración de las soluciones se basan en magnitudes físicas como la masa y el volumen. Son las unidades clásicas de expresión de la concentración; las que se recomienda que sean sustituidas por las unidades químicas. A continuación se relacionan las más utilizadas en la actualidad.
PORCENTAJE EN PESO El porcentaje en peso expresa la cantidad de soluto en 100 gramos de solución. Para preparar las soluciones, cuya concentración se expresa de esta manera, se pesan soluto y disolvente en un equivalente a 100. Por ejemplo, 5 g. de sulfato de cobre (CuSO 4) y 95 g. de agua. se mezclan, y se obtiene, así, una solución de sulfato de cobre del 5% (peso / peso).
PORCENTAJE EN VOLUMEN
Indica la cantidad de soluto presente en 100 ml. de una solución y se utiliza cuando el soluto y el disolvente son líquidos. Por ejemplo, una solución alcohólica del 40% contiene 40 volúmenes de alcohol en 100 volúmenes de disolución. Para preparar un litro de esta solución se toman 400 mL. de etanol absoluto y se ponen en un matraz aforado de 1 L. que se enrasa con agua destilada.
PESO DE SOLUTO POR UNIDAD DE VOLUMEN DE DISOLUCION La expresión que se utiliza más frecuentemente son los gramos por litro (g/L). En los laboratorios clínicos se emplea con frecuencia la expresión miligramos por 100 ml. o decilitro (mg/dL). Por ejemplo, una solución de cloruro sódico de 9 g/L, contiene 9 g. de cloruro sódico en 1 L. de solución; para preparar 1 litro de esta solución se pesan 9 g. de NaCl, se colocan en una matraz aforado de 1 L. y se añade agua destilada hasta la marca de enrase.
SOLUCIONES DE CONCENTRACION EXPRESADA EN UNIDADES QUIMICAS Las unidades químicas de expresión de la concentración de las soluciones se basan en las magnitudes químicas mol y equivalente-gramo. El uso de estas magnitudes, se fundamenta en que las sustancias reaccionan entre ellas mol a mol o equivalente a equivalente.
MOLARIDAD Una solución molar (M) es la que contiene un mol de un soluto en un litro de solución. Un mol de una sustancia es su peso molecular en gramos. Así, una solución 1 M de NaCl (peso molecular = 58.5) contiene 58.5 g. de NaCl en un litro de solución. Si se desean 250 ml de una solución de 0.2 M de NaCl deberán pesarse:
58.5 x 0.2 ----------------- = 2.925 g. 1.000/ 250 de NaCl, colocarlos en un matraz aforado de 250 ml y añadir agua destilada hasta la marca de enrase.
Cuando se quiera preparar una solución de concentración molar a partir de un líquido, debe tenerse en cuenta la densidad y la riqueza en peso del producto de partida. Por ejemplo, se quieren preparar 500 ml de ácido sulfúrico 2 M, a partir del ácido sulfúrico concentrado comercial de densidad 1.80 g/mL y una riqueza en peso del 98%. En primer lugar, debe calcularse la concentración molar del ácido sulfúrico concentrado. De acuerdo con la riqueza en peso, en cada 100 gramos de ácido sulfúrico concentrado hay 98 g. puros; por otro lado, y de acuerdo con la densidad, 1 L. (1.000 ml) pesa 1.800 g. Se tiene entonces:
100 1.800 ------ = -------98 x
98 x 1.800
= ------------------ =
1.764 g/L
100
y la solución contiene 1.764 g/L. El peso molecular del ácido sulfúrico es de 98, por lo que la molaridad del ácido sulfúrico es de: 1.764 ---------- = 18 M 98
Para preparar los 500 mL del ácido sulfúrico 2 M a partir del concentrado (18 M), se aplica la fórmula de dilución: V x 18 = 500 x 2 500 x 2 V = -------------- = 55.5 mL 18 Se toman 55.5 mL del ácido sulfúrico comercial concentrado (18 M) y se llevan a un matraz aforado de 500 mL, que se enrasa con agua destilada hasta la marca.
NORMALIDAD
Una solución normal (N) es la que contiene un equivalente-gramo de un soluto en 1 lt. de solución. El equivalente-gramo de una sustancia es igual a su peso molecular dividido por su valencia, expresado en gramos. Cuando la valencia de una sustancia es 1, sus soluciones poseen la misma molaridad y normalidad. Por ejemplo, una solución de ácido clorhídrico 1 M es también 1 N. Sin embargo, en el ácido sulfúrico, que tiene valencia 2, una solución 1 M es 2 N. La molaridad y la normalidad están relacionadas por la fórmula N = Mv, donde v es la valencia de la sustancia.
Una solución que contiene 55 g/L de cloruro cálcico de peso molecular 111 y valencia 2 es 1 N. Si se quieren preparar 500 ml de una solución de cloruro cálcico 0.3 N, han de pesarse:
0.3 x 55 -------------- = 8.25 g. 1.000/500
de cloruro de calcio, llevarlos a un matraz aforado de 500 ml y añadir agua destilada hasta la marca de enrase.
Cuando se trata de líquidos, como ya vimos en el caso de la molaridad, debe considerarse la riqueza en peso y la densidad. Por ejemplo, para preparar 500 ml de ácido sulfúrico 0.25 N a partir del ácido sulfúrico comercial concentrado, de densidad 1.8 g/ml y riqueza en peso del 98% que, como vimos anteriormente, era 18 M, debemos calcular primero su concentración normal que será:
18 x 2 = 36 N
Aplicando la fórmula de la dilución
500 x 0.25 = V x 36
500 x 0.25 V = -------------------- = 3.47 ml 36
Se toman 3.47 ml del ácido sulfúrico concentrado (36 N), se colocan en un matraz aforado de 500 ml que contenga agua destilada hasta aproximadamente la mitad (recuérdese que no debe añadirse agua sobre el ácido sulfúrico concentrado, sino siempre el ácido sulfúrico concentrado sobre el agua) y se lleva hasta el enrase con más agua destilada.
E J E R C I C I O S ¿ Cómo prepararía las siguientes soluciones ?
1). 100 ml de HCl 10 N, a partir de ácido concentrado. (PM. 36.46 g/mol, d:1.19, 37%)
2). 300 ml de ácido fluorhídrico 3 M, a partir del ácido concentrado (PM. 20.01 g/mol, d:1.13, 40%)
3). 25 ml HCl 3 M a partir de una solución 6 N.
4). 250 ml de ácido tricloroacético 1.2 M. (PM. 163.39 g/mol)
5). 200 ml de NaOH 3 M. (PM. 40 g/mol)
6). 200 ml de HCl 1% v/v.
7). 300 ml de tungstato de sodio al 10%.
8). 100 ml de ácido sulfúrico 2.5 N. (PM. 98.08 g/mol, d. 1.84, 95-98%).
9). 100 ml de solución de glucosa 0.505 mmol/l. (PM. 180.17 g/mol).
10). 100 ml de ácido perclórico 0.33 mol/l. (PM. 100.46 g/mol, d: 1.53, 60%).
11). 250 ml de NaOH 0.4 N a partir de NaOH 30%. (PM. 40 g/mol).
12). 500 ml de NaOH 0.02 N.
13). Calcular la normalidad del ácido nítrico a partir de la siguiente información: PM. 63.01 g/mol, d: 1.4 , pureza 65%.
14). ¿Cuántos ml de ácido sulfúrico concentrado se necesitan para preparar 1000 ml de solución N/10 ?.
15). ¿Qué normalidad tiene una solución de NaOH que se prepara diluyendo 30 gramos en 300 ml de agua?.
16). Preparar 2.4-Dinitrofenilhidrazina 1mmol/l. (PM. 198.14 g/mol).
17). Calcule la normalidad del ácido orto-fosfórico 85%. (PM. 98 g/mol, d: 1.71).
18). Preparar 500 ml de fenol 11 mmol/l. (PM. 94.11 g/mol).
19). ¿Cuántos mg/mL de fósforo contiene una solución que se preparó diluyendo 4.39 g. KH 2PO4 en un 1 L de agua destilada. (PM. 136.09 g/mol).
20). Si 50 ml de agua se añaden a 10 ml de solución de HNO 3 al 6 N. ¿Cuál es la normalidad de la solución resultante?.
