Objetivo de aprendizaje
1. Aprender a diluir y concentrar soluciones. Aprender a diluir y concentrar soluciones.
Tanto en la dilución como en la concentración, la cantidad de soluto permanece igual. Esto nos da una forma de calcular cuál debe ser el nuevo volumen de la solución para la concentración deseada de soluto. A partir de la definición de molaridad,
molaridad = moles de soluto / litros de disolución
podemos resolver el número de moles de soluto:
moles de soluto = (molaridad)(litros de disolución)
Una forma más sencilla de escribir esto es utilizar M para representar la molaridad y V para representar el volumen. Así, la ecuación se convierte en
moles de soluto = MV
Dado que esta cantidad no cambia antes y después del cambio de concentración, el producto MV debe ser el mismo antes y después del cambio de concentración. Utilizando números para representar las condiciones iniciales y finales, tenemos
M1V1 = M2V2
como ecuación de dilución. Los volúmenes deben expresarse en las mismas unidades. Tenga en cuenta que esta ecuación sólo da las condiciones iniciales y finales, no la cantidad del cambio. La cantidad de cambio se determina por sustracción.
Ejemplo 9
Si 25,0 mL de una solución 2,19 M se diluyen hasta 72,8 mL, ¿cuál es la concentración final?
Solución
No importa qué conjunto de condiciones se etiquete como 1 o 2, siempre que las condiciones se emparejen correctamente. Utilizando la ecuación de dilución, tenemos
(2,19 M)(25,0 mL) = M2(72,8 mL)
Resolviendo para la segunda concentración (observando que las unidades de mililitro se cancelan),
M2 = 0,752 M
La concentración de la solución ha disminuido. Al pasar de 25,0 mL a 72,8 mL, hay que añadir 72,8 – 25,0 = 47,8 mL de disolvente.
Ponte a prueba
Una disolución 0,885 M de KBr cuyo volumen inicial es de 76.5 mL se le añade más agua hasta que su concentración es de 0,500 M. ¿Cuál es el nuevo volumen de la solución?
Respuesta
135,4 mL
La concentración de las soluciones implica la eliminación del disolvente. Normalmente esto se hace por evaporación o ebullición, suponiendo que el calor de ebullición no afecta al soluto. La ecuación de dilución se utiliza también en estas circunstancias.
La química está en todas partes: Preparación de soluciones intravenosas
En la sala de urgencias de un hospital, un médico ordena un suministro intravenoso (IV) de 100 mL de KCl al 0,5% para un paciente que sufre hipocalemia (niveles bajos de potasio). ¿Corre un auxiliar a un armario de suministros y saca una bolsa intravenosa con esta concentración de KCl?
No es probable. Es más probable que el auxiliar deba preparar la solución adecuada a partir de una bolsa intravenosa de solución estéril y una solución estéril más concentrada, llamada solución madre, de KCl. Se espera que el auxiliar utilice una jeringa para extraer una solución madre e inyectarla en la bolsa intravenosa en espera y diluirla hasta la concentración adecuada. Por lo tanto, el auxiliar debe realizar un cálculo de dilución.
Si la solución madre es de KCl al 10,0% y el volumen y la concentración final deben ser de 100 mL y 0,50%, respectivamente, entonces es un cálculo fácil determinar la cantidad de solución madre a utilizar:
(10%)V1 = (0.50%)(100 mL)
V1 = 5 mL
Por supuesto, la adición de la solución madre afecta al volumen total de la solución diluida, pero es probable que la concentración final se aproxime lo suficiente incluso para fines médicos.
El personal médico y farmacéutico se enfrenta constantemente a dosis que requieren medidas de concentración y diluciones. Es una responsabilidad importante: ¡calcular una dosis incorrecta puede ser inútil, perjudicial o incluso mortal!
Claves para aprender
- Calcular la nueva concentración o volumen para una dilución o concentración de una solución.
Ejercicios
-
¿Cuál es la diferencia entre dilución y concentración?
-
¿Qué cantidad permanece constante cuando se diluye una solución?
-
Una solución 1,88 M de NaCl tiene un volumen inicial de 34,5 mL. ¿Cuál es la concentración final de la solución si se diluye a 134 mL?
-
Una solución 0,664 M de NaCl tiene un volumen inicial de 2,55 L. ¿Cuál es la concentración final de la solución si se diluye hasta 3,88 L?
-
Si se necesita diluir 1,00 mL de una solución de H2SO4 2,25 M hasta 1.00 M, ¿cuál será su volumen final?
-
Si hay que diluir 12,00 L de una solución de HNO3 6,00 M hasta 0,750 M, ¿cuál será su volumen final?
-
Si se hierven suavemente 665 mL de una solución de KBr 0,875 M para concentrar el soluto hasta 1,45 M, ¿cuál será su volumen final?
-
Si se hierve 1,00 L de una disolución de LiOH hasta 164 mL y su concentración inicial es de 0,00555 M, ¿cuál será su concentración final?
-
¿Cuánta agua debe añadirse a 75,0 mL de FeCl3(aq) 0,332 M para reducir su concentración a 0,250 M?
-
Cuánta agua debe añadirse a 1.55 L de 1,65 M de Sc(NO3)3(aq) para reducir su concentración a 1,00 M?
Respuestas
La dilución es una disminución de la concentración de una solución, mientras que la concentración es un aumento de la misma.
0,484 M
2,25 mL
401 mL
24,6 mL
0 comentarios