QUÍMICA · CONCENTRACIÓN
Calcula porcentajes en masa con sólidos y líquidos, despeja cantidades y resuelve mezclas, diluciones y cambios por evaporación.
El porcentaje en peso, también llamado porcentaje en masa o % m/m, indica cuántos gramos de un componente hay por cada 100 g de mezcla. En una solución, el denominador incluye tanto el soluto como el disolvente.
Por ejemplo, 8 % m/m de sal significa 8 g de sal en 100 g de solución. Si solo contiene sal y agua, los otros 92 g son agua. Aunque se diga «en peso», el cálculo usa masas, no fuerzas en newtons.
IUPAC · Fracción másica · OpenStax · Unidades de concentración
% m/m = (masa del componente / masa total de la mezcla) × 100
La fracción másica w es la división antes de multiplicar por 100. Así, w = 0,08 corresponde a 8 %. En una solución binaria sin pérdidas, la masa total es masa del soluto + masa del disolvente.
Se pueden usar gramos, kilogramos o cualquier otra unidad de masa, siempre que numerador y denominador usen la misma. Si se cuenta toda la mezcla, las fracciones másicas de sus componentes suman 1 y sus porcentajes suman 100 %.
EJEMPLO 1
35 g de NaCl y 3,22 kg de agua
La sal se disuelve por completo. Primero se expresan ambas masas en gramos; después se incluye la sal en la masa total.
3,22 kg = 3220 g; masa total = 35 + 3220 = 3255 g
Fracción másica = 35 / 3255 ≈ 0,010753
Porcentaje = (35 / 3255) × 100 ≈ 1,0753 % m/m
Hay aproximadamente 1,0753 g de NaCl por cada 100 g de solución. El decimal de la fracción y el del porcentaje ocupan posiciones distintas.
EJEMPLO 2
80 mL · densidad dada de 0,980 g/mL
Si el dato de densidad del agua para las condiciones de medición es 0,980 g/mL, la masa correspondiente es 78,4 g. Para completar un ejemplo de concentración, supongamos además 10,0 g de azúcar totalmente disueltos.
Masa de agua = 0,980 × 80 = 78,4 g
Masa total = 78,4 + 10,0 = 88,4 g
Porcentaje de azúcar = 10,0 / 88,4 × 100 ≈ 11,31 % m/m
0,980 g/mL es un dato condicionado del ejercicio, no la densidad habitual del agua a temperatura ambiente. La conversión por sí sola no basta para calcular un porcentaje: falta la masa del componente.
EJEMPLO 3
80 g de azúcar y 1,2 kg de agua
Con disolución completa y sin pérdidas, la masa total es la suma de los dos componentes.
1,2 kg = 1200 g; masa total = 1280 g
80 / 1280 = 0,0625
0,0625 × 100 = 6,25 % m/m
El denominador es 1280 g de solución, no 1200 g de agua.
EJEMPLO 4
100 g de arena y 800 g de agua
La arena no se trata como un soluto completamente disuelto. Se calcula su proporción en el conjunto del recipiente.
Masa total = 100 + 800 = 900 g
100 / 900 × 100 ≈ 11,11 % m/m de arena
Este resultado describe la mezcla global. No representa la concentración de arena disuelta en la fase acuosa ni la composición de una muestra tomada solo de la superficie.
IUPAC · Fracción másica · OpenStax · Coloides y suspensiones
EJEMPLO 5
1500 g de NaCl y 3850 g de agua · 20 °C
El porcentaje global añadido es 28,04 %. Sin embargo, la solubilidad aproximada del NaCl a 20 °C es 35,8 g por 100 g de agua: no toda esa sal queda disuelta al alcanzar el equilibrio.
1500 / (1500 + 3850) × 100 ≈ 28,04 % global
NaCl disuelto ≈ 35,8 × 3850 / 100 = 1378,3 g
Sólido restante ≈ 1500 − 1378,3 = 121,7 g
Líquido: 1378,3 / (3850 + 1378,3) × 100 ≈ 26,36 % m/m
Se suponen agua y NaCl puros, sin pérdidas y equilibrio a 20 °C. La masa del líquido excluye los cristales del fondo.
Sigma-Aldrich · Solubilidad de sales en agua · OpenStax · Solubilidad y saturación
EJEMPLO 6
950 g de polvo y 3,8 kg de leche
El cálculo puede expresar la proporción del ingrediente añadido en toda la mezcla, aunque parte de sus componentes forme una dispersión.
Masa total = 950 + 3800 = 4750 g
950 / 4750 × 100 = 20 % m/m de ingrediente añadido
No es 20 % de cacao puro, de azúcar ni de soluto disuelto: el polvo y la leche contienen varios componentes. Haría falta conocer su composición para separar esas cantidades.
IUPAC · Fracción másica · OpenStax · Coloides y suspensiones
EJEMPLO 7
450 g de cal y 4900 g de agua
La proporción inicial del material añadido es 8,41 % del total. Su significado químico depende de si se trata de cal viva, CaO, o de cal apagada, Ca(OH)₂, y de su pureza.
450 / (450 + 4900) × 100 ≈ 8,41 % del material añadido
CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(s)
Si es CaO, reacciona con el agua: 8,41 % no es la concentración final de CaO disuelto ni el porcentaje final de Ca(OH)₂. Si es cal apagada, puede quedar sólido suspendido. El nombre comercial no basta para calcular la fase disuelta.
EJEMPLO 8
100 mL de etanol y 250 g de agua
Para este cálculo se proporciona una densidad de 0,78 g/mL a las condiciones de medición y se supone etanol puro, sin pérdidas.
Masa de etanol = 100 × 0,78 = 78 g
Masa total = 78 + 250 = 328 g
78 / 328 × 100 ≈ 23,78 % m/m
La densidad es el dato del ejercicio, no un valor universal. No hace falta sumar volúmenes; si el alcohol comercial ya contiene agua, se necesita su composición.
EJEMPLO 9
430 mL de benceno y 800 g de agua
Tomando 0,88 g/mL como densidad aproximada del benceno, su masa es 378,4 g. Se calcula la proporción total antes de pérdidas.
430 × 0,88 = 378,4 g
378,4 / (378,4 + 800) × 100 ≈ 32,11 % m/m global
A temperatura ambiente esas cantidades no forman una sola disolución acuosa: la solubilidad del benceno en agua es pequeña. El porcentaje de todo el sistema no es el de cada capa.
EJEMPLO 10
150 mL de metanol y 900 g de agua
Para un cálculo aproximado se adopta 0,79 g/mL, coherente con la densidad relativa indicada en ICSC. Se supone metanol puro y se conserva toda la masa.
Masa de metanol ≈ 150 × 0,79 = 118,5 g
Masa total ≈ 118,5 + 900 = 1018,5 g
118,5 / 1018,5 × 100 ≈ 11,63 % m/m
El metanol es miscible con agua. Para una medición precisa deben fijarse temperatura, pureza y densidad correspondiente; la densidad relativa es adimensional y aquí solo orienta la aproximación en g/mL.
EJEMPLO 11
120 mL de glicerina y 930 g de agua
Con una densidad proporcionada de 1,25 g/mL para las condiciones de medición, y suponiendo glicerol puro, se convierte primero el volumen a masa.
Masa de glicerol = 120 × 1,25 = 150 g
Masa total = 150 + 930 = 1080 g
150 / 1080 × 100 ≈ 13,89 % m/m
El glicerol es miscible con agua. El dato de densidad se usa como condición del ejercicio; una glicerina comercial con agua requiere además conocer su pureza.
EJEMPLO 12
550 mL de gasolina y 1250 g de agua
Para la muestra considerada se da una densidad de 0,68 g/mL. La gasolina es una mezcla; este valor no caracteriza a todas sus formulaciones.
Masa de gasolina = 550 × 0,68 = 374 g
374 / (374 + 1250) × 100 ≈ 23,03 % m/m global
Las cantidades no se interpretan como una sola solución acuosa. Se expresa la proporción del producto añadido en todo el sistema, no la concentración disuelta de uno de sus hidrocarburos.
EJEMPLO 13
500 g de solución acuosa de NaCl al 8 % m/m
Se conoce la masa final, que ya incluye el soluto. El resto corresponde al agua en esta mezcla binaria.
NaCl = 0,08 × 500 = 40 g
Agua = 500 − 40 = 460 g
Comprobación: 40 / 500 × 100 = 8 %
Con disolución completa, sumar 500 g de agua a los 40 g de sal daría otra concentración.
EJEMPLO 14
200 g de agua · solución de NaCl al 10 % m/m
Llamemos x a la masa de NaCl. La masa final será x + 200; no es correcto calcular simplemente el 10 % de 200.
x / (x + 200) = 0,10
0,90x = 20; x ≈ 22,22 g
La masa final es aproximadamente 222,22 g. Se supone que todo el NaCl se disuelve y que no hay pérdidas.
EJEMPLO 15
200 g de solución al 15 % m/m y 100 g de agua
En una solución acuosa con soluto conservado, el agua añadida aumenta el denominador pero no la masa de soluto.
Soluto = 0,15 × 200 = 30 g
Masa final = 200 + 100 = 300 g
30 / 300 × 100 = 10 % m/m
Se supone ausencia de reacción, precipitación o pérdida de soluto. No se aplica directamente una fórmula de volúmenes a porcentajes másicos.
EJEMPLO 16
100 g al 10 % y 300 g al 20 % m/m de NaCl
Se mezclan dos soluciones del mismo soluto, sin pérdidas y manteniendo todo el NaCl disuelto.
NaCl total = 0,10 × 100 + 0,20 × 300 = 70 g
Masa final = 400 g; 70 / 400 × 100 = 17,5 % m/m
No se hace la media simple 15 %: las dos porciones tienen masas diferentes.
EJEMPLO 17
250 g de solución de azúcar al 12 % m/m
En un balance hipotético se pierden 50 g de agua, sin arrastre de azúcar, reacción ni cristalización.
Azúcar conservada = 0,12 × 250 = 30 g
Masa final = 250 − 50 = 200 g
30 / 200 × 100 = 15 % m/m
Si también se pierde soluto o se separan cristales, se necesita un balance por componentes y fases.
EJEMPLO 18
10 g de NaCl, 20 g de sacarosa y 170 g de agua
Suponiendo ambos solutos completamente disueltos, todos los componentes cuentan en el denominador.
Masa total = 10 + 20 + 170 = 200 g
NaCl: 5 %; sacarosa: 10 %; agua: 85 % m/m
Suma = 5 + 10 + 85 = 100 %
Para cada componente se usa su propia masa en el numerador y la misma masa total. No se reduce el denominador a ese soluto y el agua.
Los balances de los ejemplos suponen que no se pierden componentes, salvo cuando se especifica evaporación. Los decimales facilitan la comprobación aritmética; no añaden precisión a los datos aproximados.
Un líquido también puede pesarse directamente. Solo se necesita convertir con densidad cuando se parte de su volumen:
ρ = m / V; por tanto, m = ρ × V
g/mL multiplicado por mL da g. La unidad SI de densidad es kg/m³; g/mL y g/L son formas habituales compatibles con el cálculo. La densidad depende de temperatura y composición; debe corresponder al líquido medido. No se intercambia densidad del componente puro con densidad de una solución comercial.
Los datos 0,980, 0,78 y 1,25 g/mL se usan como condiciones de cálculo de los ejemplos 2, 8 y 11. No son valores universales a temperatura ambiente. El dato de gasolina del ejemplo 12 es hipotético para esa muestra: la ficha ICSC ofrece un intervalo orientativo diferente, y una medición real necesita su densidad específica.
La masa total puede sumarse sin asumir volúmenes aditivos. En cambio, convertir un porcentaje másico a molaridad o a g/L requiere relacionar la masa total con el volumen final de la solución, normalmente mediante su densidad.
OpenStax · Unidades de concentración · OIT/OMS · Metanol, ICSC 0057 · OIT/OMS · Glicerol, ICSC 0624 · OIT/OMS · Gasolina, ICSC 1400
| Sistema | Qué expresa el porcentaje global | Qué no demuestra |
|---|---|---|
| Sal o azúcar totalmente disueltos | Masa del soluto por masa de solución | Si está saturada: hace falta comparar con su solubilidad. |
| Arena o polvo suspendido | Proporción del material en todo el recipiente | Cantidad disuelta en el agua. |
| Benceno o gasolina con agua | Composición global de las fases conservadas | Una única fase homogénea ni igual composición en cada capa. |
| Cal viva y agua | Proporción de materiales antes de reaccionar | Composición final de especies sin un balance químico. |
| NaCl sólido y salmuera en equilibrio | Masa total de NaCl, disuelta y sólida, por masa global | El porcentaje de la salmuera aislada. |
Concentración y saturación son criterios distintos. Insaturada no equivale siempre a diluida ni saturada a concentrada. Un porcentaje aislado no informa si cabe más soluto: hay que conocer la sustancia, el disolvente y las condiciones.
Si una reacción transforma el componente, se calcula su masa restante o formada. Conservar la masa total no significa conservar la masa de cada especie química.
OpenStax · Solubilidad y saturación · OpenStax · Coloides y suspensiones · OIT/OMS · Óxido de calcio, ICSC 0409
| Expresión | Base de comparación | Dato que no debe confundirse |
|---|---|---|
| % m/m | g de componente por 100 g de mezcla | No son gramos por 100 g de disolvente. |
| % m/v | g de soluto por 100 mL de solución | No son gramos por 100 g de solución. |
| % v/v | En la convención docente, mL de componente por 100 mL finales | No equivale numéricamente a % m/m sin densidades. |
| Molaridad | mol de soluto por L de solución | Necesita cantidad de sustancia y volumen final. |
| Molalidad | mol de soluto por kg de disolvente | El denominador excluye el soluto. |
| Normalidad | equivalentes por L de solución | Depende de la reacción de referencia. |
Si solo cambian temperatura y volumen, manteniéndose las masas y las especies, el porcentaje global en masa permanece igual. Puede cambiar la composición de una fase si hay precipitación. Ninguna unidad es siempre más fácil: conviene elegirla según los datos y lo que se quiere comparar.
1. Hay 12 g de NaCl en 188 g de agua. ¿Qué porcentaje tiene la solución?
12/(12+188) × 100 = 6 % m/m, con disolución completa.
2. ¿Cuánto azúcar hay en 750 g de solución al 4 % m/m?
0,04 × 750 = 30 g de azúcar. En una mezcla binaria, quedan 720 g de agua.
3. ¿Cuánto NaCl corresponde a 90 g de agua para obtener 10 % m/m?
x/(x+90)=0,10; x=10 g. La masa total es 100 g.
4. 200 g de solución al 10 % m/m reciben 300 g de agua. ¿Cuál es el porcentaje final?
Se conservan 20 g de soluto en 500 g de solución: 4 % m/m, sin pérdidas ni reacción.
5. Se mezclan 100 g al 5 % y 200 g al 20 % m/m del mismo soluto. ¿Qué resulta?
(5+40)/300 × 100 = 15 % m/m, manteniendo el soluto disuelto.
6. Un líquido ocupa 40 mL y tiene densidad 1,20 g/mL. Se incorpora a 152 g de agua. ¿Qué porcentaje global representa?
Masa del líquido = 48 g; masa total = 200 g; proporción = 24 % m/m. Llamarlo concentración de una solución exige además una sola fase y ausencia de reacción.
7. Una solución tiene 3 g de A, 7 g de B y 90 g de agua. ¿Cuáles son los porcentajes?
3 %, 7 % y 90 % m/m. Cada denominador es 100 g; la suma es 100 %.
8. ¿11,11 % de arena en un recipiente con agua prueba que está disuelta?
No. El porcentaje puede describir una mezcla heterogénea; la composición de la fase acuosa debe determinarse por separado.
Fuentes consultadas el 8 de octubre de 2026. Ejemplos y ejercicios: Editorial Ejemplode.