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Índice
  1. Prefacio
  2. 1 Ideas esenciales
    1. Introducción
    2. 1.1 La química en su contexto
    3. 1.2 Fases y clasificación de la materia
    4. 1.3 Propiedades físicas y químicas
    5. 1.4 Mediciones
    6. 1.5 Incertidumbre, exactitud y precisión de las mediciones
    7. 1.6 Tratamiento matemático de los resultados de las mediciones
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  3. 2 Átomos, moléculas e iones
    1. Introducción
    2. 2.1 Las primeras ideas de la teoría atómica
    3. 2.2 Evolución de la teoría atómica
    4. 2.3 Estructura atómica y simbolismo
    5. 2.4 Fórmulas químicas
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  4. 3 Estructura electrónica y propiedades periódicas de los elementos
    1. Introducción
    2. 3.1 Energía electromagnética
    3. 3.2 El modelo de Bohr
    4. 3.3 Desarrollo de la teoría cuántica
    5. 3.4 Estructura electrónica de los átomos (configuraciones de electrones)
    6. 3.5 Variaciones periódicas de las propiedades de los elementos
    7. 3.6 La tabla periódica
    8. 3.7 Compuestos iónicos y moleculares
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  5. 4 Enlace químico y geometría molecular
    1. Introducción
    2. 4.1 Enlace iónico
    3. 4.2 Enlace covalente
    4. 4.3 Nomenclatura química
    5. 4.4 Símbolos y estructuras de Lewis
    6. 4.5 Cargas formales y resonancia
    7. 4.6 Estructura molecular y polaridad
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  6. 5 Teorías avanzadas de enlace
    1. Introducción
    2. 5.1 Teoría de enlace de valencia
    3. 5.2 Orbitales atómicos híbridos
    4. 5.3 Enlaces múltiples
    5. 5.4 Teoría de los orbitales moleculares
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  7. 6 Composición de sustancias y soluciones
    1. Introducción
    2. 6.1 Fórmula de masa
    3. 6.2 Determinación de fórmulas empíricas y moleculares
    4. 6.3 Molaridad
    5. 6.4 Otras unidades para las concentraciones de las soluciones
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  8. 7 Estequiometría de las reacciones químicas
    1. Introducción
    2. 7.1 Escritura y balance de ecuaciones químicas
    3. 7.2 Clasificación de las reacciones químicas
    4. 7.3 Estequiometría de la reacción
    5. 7.4 Rendimiento de la reacción
    6. 7.5 Análisis químico cuantitativo
    7. Términos clave
    8. Ecuaciones clave
    9. Resumen
    10. Ejercicios
  9. 8 Gases
    1. Introducción
    2. 8.1 Presión del gas
    3. 8.2 Relaciones entre presión, volumen, cantidad y temperatura: la ley de los gases ideales
    4. 8.3 Estequiometría de sustancias gaseosas, mezclas y reacciones
    5. 8.4 Efusión y difusión de los gases
    6. 8.5 La teoría cinético-molecular
    7. 8.6 Comportamiento no ideal de los gases
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  10. 9 Termoquímica
    1. Introducción
    2. 9.1 Conceptos básicos de energía
    3. 9.2 Calorimetría
    4. 9.3 Entalpía
    5. 9.4 Fuerza de los enlaces iónicos y covalentes
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  11. 10 Líquidos y sólidos
    1. Introducción
    2. 10.1 Fuerzas intermoleculares
    3. 10.2 Propiedades de los líquidos
    4. 10.3 Transiciones de fase
    5. 10.4 Diagramas de fase
    6. 10.5 El estado sólido de la materia
    7. 10.6 Estructuras de red en los sólidos cristalinos
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  12. 11 Soluciones y coloides
    1. Introducción
    2. 11.1 El proceso de disolución
    3. 11.2 Electrolitos
    4. 11.3 Solubilidad
    5. 11.4 Propiedades coligativas
    6. 11.5 Coloides
    7. Términos clave
    8. Ecuaciones clave
    9. Resumen
    10. Ejercicios
  13. 12 Termodinámica
    1. Introducción
    2. 12.1 Espontaneidad
    3. 12.2 Entropía
    4. 12.3 La segunda y la tercera ley de la termodinámica
    5. 12.4 Energía libre
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  14. 13 Conceptos fundamentales del equilibrio
    1. Introducción
    2. 13.1 Equilibrio químico
    3. 13.2 Constantes de equilibrio
    4. 13.3 Equilibrios cambiantes: el principio de Le Châtelier
    5. 13.4 Cálculos de equilibrio
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  15. 14 Equilibrios ácido-base
    1. Introducción
    2. 14.1 Ácidos y Bases de Brønsted-Lowry
    3. 14.2 pH y pOH
    4. 14.3 Fuerza relativa de los ácidos y las bases
    5. 14.4 Hidrólisis de sales
    6. 14.5 Ácidos polipróticos
    7. 14.6 Tampones
    8. 14.7 Titulaciones ácido-base
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  16. 15 Equilibrios de otras clases de reacción
    1. Introducción
    2. 15.1 Precipitación y disolución
    3. 15.2 Ácidos y Bases de Lewis
    4. 15.3 Equilibrios acoplados
    5. Términos clave
    6. Ecuaciones clave
    7. Resumen
    8. Ejercicios
  17. 16 Electroquímica
    1. Introducción
    2. 16.1 Repaso de química redox
    3. 16.2 Celdas galvánicas
    4. 16.3 Potenciales del electrodo y de la celda
    5. 16.4 Potencial, energía libre y equilibrio
    6. 16.5 Baterías y pilas de combustible
    7. 16.6 Corrosión
    8. 16.7 Electrólisis
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  18. 17 Cinética
    1. Introducción
    2. 17.1 Tasas de reacciones químicas
    3. 17.2 Factores que afectan las tasas de reacción
    4. 17.3 Leyes de velocidad
    5. 17.4 Leyes de tasas integradas
    6. 17.5 Teoría de colisiones
    7. 17.6 Mecanismos de reacción
    8. 17.7 Catálisis
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  19. 18 Metales representativos, metaloides y no metales
    1. Introducción
    2. 18.1 Periodicidad
    3. 18.2 Incidencia y preparación de los metales representativos
    4. 18.3 Estructura y propiedades generales de los metaloides
    5. 18.4 Estructura y propiedades generales de los no metales
    6. 18.5 Incidencia, preparación y compuestos de hidrógeno
    7. 18.6 Incidencia, preparación y propiedades de los carbonatos
    8. 18.7 Incidencia, preparación y propiedades del nitrógeno
    9. 18.8 Incidencia, preparación y propiedades del fósforo
    10. 18.9 Incidencia, preparación y compuestos del oxígeno
    11. 18.10 Incidencia, preparación y propiedades del azufre
    12. 18.11 Incidencia, preparación y propiedades de los halógenos
    13. 18.12 Incidencia, preparación y propiedades de los gases nobles
    14. Términos clave
    15. Resumen
    16. Ejercicios
  20. 19 Metales de transición y química de coordinación
    1. Introducción
    2. 19.1 Incidencia, preparación y propiedades de los metales de transición y sus compuestos
    3. 19.2 Química de coordinación de los metales de transición
    4. 19.3 Propiedades espectroscópicas y magnéticas de los compuestos de coordinación
    5. Términos clave
    6. Resumen
    7. Ejercicios
  21. 20 Química nuclear
    1. Introducción
    2. 20.1 Estructura y estabilidad nuclear
    3. 20.2 Ecuaciones nucleares
    4. 20.3 Decaimiento radiactivo
    5. 20.4 Transmutación y energía nuclear
    6. 20.5 Usos de los radioisótopos
    7. 20.6 Efectos biológicos de la radiación
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  22. 21 Química orgánica
    1. Introducción
    2. 21.1 Hidrocarburos
    3. 21.2 Alcoholes y éteres
    4. 21.3 Aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos y ésteres
    5. 21.4 Aminas y amidas
    6. Términos clave
    7. Resumen
    8. Ejercicios
  23. A La tabla periódica
  24. B Matemáticas esenciales
  25. C Unidades y factores de conversión
  26. D Constantes físicas fundamentales
  27. E Propiedades del agua
  28. F Composición de los ácidos y las bases comerciales
  29. G Propiedades termodinámicas estándar de determinadas sustancias
  30. H Constantes de ionización de los ácidos débiles
  31. I Constantes de ionización de las bases débiles
  32. J Productos de solubilidad
  33. K Constantes de formación de iones complejos
  34. L Potenciales de electrodos estándar (media celda)
  35. M Semivida de varios isótopos radiactivos
  36. Clave de respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
    12. Capítulo 12
    13. Capítulo 13
    14. Capítulo 14
    15. Capítulo 15
    16. Capítulo 16
    17. Capítulo 17
    18. Capítulo 18
    19. Capítulo 19
    20. Capítulo 20
    21. Capítulo 21
  37. Índice

Objetivos de aprendizaje

Al final de esta sección, podrá:

  • Describir las propiedades fundamentales de las soluciones.
  • Calcular las concentraciones de las soluciones mediante la molaridad.
  • Realizar los cálculos de dilución utilizando la ecuación de dilución.

Las secciones anteriores de este capítulo se centraron en la composición de las sustancias: muestras de materia que contienen un solo tipo de elemento o compuesto. Sin embargo, las mezclas (muestras de materia que contienen dos o más sustancias combinadas físicamente) son más frecuentes en la naturaleza que las sustancias puras. Al igual que una sustancia pura, la composición relativa de una mezcla desempeña un papel importante en la determinación de sus propiedades. La cantidad relativa de oxígeno en la atmósfera de un planeta determina su capacidad para mantener la vida aeróbica. Las cantidades relativas de hierro, carbono, níquel y otros elementos en el acero (una mezcla conocida como "aleación") determinan su fuerza física y su resistencia a la corrosión. La cantidad relativa del principio activo de un medicamento determina su eficacia para conseguir el efecto farmacológico deseado. La cantidad relativa de azúcar en una bebida determina su dulzor (vea la Figura 6.8). Esta sección describirá una de las formas más comunes de cuantificar las composiciones relativas de las mezclas.

Se muestra una imagen en la que se vierte azúcar de una cuchara a una taza.
Figura 6.8 El azúcar es uno de los muchos componentes de la compleja mezcla conocida como café. La cantidad de azúcar en una determinada cantidad de café es un importante factor determinante del dulzor de la bebida (créditos: Jane Whitney).

Soluciones

Las soluciones se han definido previamente como mezclas homogéneas, lo que significa que la composición de la mezcla (y por tanto sus propiedades) es uniforme en todo su volumen. Las soluciones son frecuentes en la naturaleza y también se han utilizado en diversas formas de tecnología creada por el hombre. En el capítulo sobre soluciones y coloides se ofrece un tratamiento más exhaustivo de las propiedades de las soluciones, pero aquí se ofrece una introducción a algunas de las propiedades básicas de las soluciones.

La cantidad relativa de un determinado componente de la solución se conoce como su concentración. A menudo, aunque no siempre, una solución contiene un componente con una concentración significativamente mayor que la de todos los demás componentes. Este componente se denomina solvente y puede considerarse como el medio en el que se dispersan o disuelven los demás componentes. Las soluciones en las que el agua es el solvente son, por supuesto, muy comunes en nuestro planeta. Una solución en la que el agua es el solvente se llama solución acuosa.

Un soluto es un componente de una solución que suele estar presente en una concentración mucho menor que la del solvente. Las concentraciones de solutos suelen describirse con términos cualitativos como diluida (de concentración relativamente baja) y concentrada (de concentración relativamente alta).

Las concentraciones pueden evaluarse cuantitativamente utilizando una amplia variedad de unidades de medida, cada una de ellas conveniente para aplicaciones particulares. La molaridad (M) es una unidad de concentración útil para muchas aplicaciones en química. La molaridad se define como el número de moles de soluto en exactamente 1 litro (1 L) de la solución:

M=mol de solutoL de soluciónM=mol de solutoL de solución

Ejemplo 6.8

Cálculo de concentraciones molares

Una muestra de bebida gaseosa de 355 mL contiene 0,133 mol de sacarosa (azúcar de mesa). ¿Cuál es la concentración molar de sacarosa en la bebida?

Solución

Como la cantidad molar de soluto y el volumen de la solución están dados, la molaridad puede calcularse con la definición de molaridad. Según esta definición, el volumen de la solución debe convertirse de mL a L:
M=mol de solutoL de solución=0,133mol355mL×1L1.000mL=0,375MM=mol de solutoL de solución=0,133mol355mL×1L1.000mL=0,375M

Compruebe lo aprendido

Una cucharadita de azúcar de mesa contiene aproximadamente 0,01 mol de sacarosa. ¿Cuál es la molaridad de la sacarosa si se ha disuelto una cucharadita de azúcar en una taza de té con un volumen de 200 mL?

Respuesta:

0,05 M

Ejemplo 6.9

Calcular los moles y los volúmenes a partir de las concentraciones molares

¿Cuánta azúcar (mol) contiene un sorbo moderado (~10 mL) de la bebida gaseosa del Ejemplo 6.8?

Solución

Reordene la definición de molaridad para aislar la cantidad buscada, moles de azúcar, y luego sustituya el valor de molaridad derivado en el Ejemplo 6.8, 0,375 M:
M=mol de solutoL de soluciónmol de soluto=M×L de soluciónmol de soluto=0,375mol de azúcarL×(10mL×1L1.000mL)=0,004mol de azúcarM=mol de solutoL de soluciónmol de soluto=M×L de soluciónmol de soluto=0,375mol de azúcarL×(10mL×1L1.000mL)=0,004mol de azúcar

Compruebe lo aprendido

¿Qué volumen (mL) del té azucarado descrito en el Ejemplo 6.8 contiene la misma cantidad de azúcar (mol) que 10 mL de la bebida gaseosa de este ejemplo?

Respuesta:

80 mL

Ejemplo 6.10

Cálculo de las concentraciones molares a partir de la masa del soluto

El vinagre blanco destilado (Figura 6.9) es una solución de ácido acético, CH3CO2H, en agua. Una solución de vinagre de 0,500 L contiene 25,2 g de ácido acético. ¿Cuál es la concentración de la solución de ácido acético en unidades de molaridad?
Se muestra la etiqueta de un contenedor. La etiqueta tiene el dibujo de una ensalada con las palabras “Vinagre blanco destilado” y “Reducido con agua hasta el 5 % de acidez".
Figura 6.9 El vinagre blanco destilado es una solución de ácido acético en agua.

Solución

Al igual que en los ejemplos anteriores, la definición de molaridad es la ecuación principal utilizada para calcular la cantidad buscada. Como se proporciona la masa del soluto en lugar de su cantidad molar, utilice la masa molar del soluto para obtener la cantidad de soluto en moles:
M=mol de solutoL de solución=25,2 gCH3CO2H×1mol de CH3CO2H60,052 g de CH3CO2H0,500 L de solución=0,839MM=mol de solutoL de solución=25,2 gCH3CO2H×1mol de CH3CO2H60,052 g de CH3CO2H0,500 L de solución=0,839M
M=mol de solutoL de solución=0,839MM=0,839mol de soluto1,00L de soluciónM=mol de solutoL de solución=0,839MM=0,839mol de soluto1,00L de solución

Compruebe lo aprendido

Calcule la molaridad de 6,52 g de CoCl2 (128,9 g/mol) disueltos en una solución acuosa con un volumen total de 75,0 mL.

Respuesta:

0,674 M

Ejemplo 6.11

Determinar la masa de soluto en un volumen de solución dado

¿Cuántos gramos de NaCl hay en 0,250 L de una solución de 5,30-M?

Solución

El volumen y la molaridad de la solución están especificados, por lo que la cantidad (mol) de soluto se calcula fácilmente como se demuestra en el Ejemplo 6.9:
M=mol de solutoL de soluciónmol de soluto=M×L de soluciónmol de soluto=5,30mol de NaClL×0,250L=1,325mol de NaClM=mol de solutoL de soluciónmol de soluto=M×L de soluciónmol de soluto=5,30mol de NaClL×0,250L=1,325mol de NaCl

Finalmente, esta cantidad molar se utiliza para obtener la masa de NaCl:

1,325 mol de NaCl×58,44g de NaClmol de NaCl=77,4g de NaCl1,325 mol de NaCl×58,44g de NaClmol de NaCl=77,4g de NaCl

Compruebe lo aprendido

¿Cuántos gramos de CaCl2 (110,98 g/mol) hay en 250,0 mL de una solución de 0,200-M de cloruro de calcio?

Respuesta:

5,55 g de CaCl2

Cuando se realizan cálculos por etapas, como en el Ejemplo 6.11, es importante abstenerse de redondear los resultados de los cálculos intermedios, lo que puede dar lugar a errores de redondeo en el resultado final. En el Ejemplo 6.11, la cantidad molar de NaCl calculada en el primer paso, 1,325 mol, se redondearía correctamente a 1,32 mol si se tuviera que informar; sin embargo, aunque el último dígito (5) no es significativo, debe conservarse como dígito de guardia en el cálculo intermedio. Si no se hubiera retenido el dígito de guardia, el cálculo final de la masa de NaCl habría sido de 77,1 g, una diferencia de 0,3 g.

Además de conservar un dígito de guardia para los cálculos intermedios, también se pueden evitar los errores de redondeo realizando los cálculos en un solo paso (vea el Ejemplo 6.12). Esto elimina los pasos intermedios para que solo se redondee el resultado final.

Ejemplo 6.12

Determinar el volumen de la solución que contiene una masa dada de soluto

En el Ejemplo 6.10, se ha determinado que la concentración de ácido acético en el vinagre blanco es de 0,839 M. ¿Qué volumen de vinagre contiene 75,6 g de ácido acético?

Solución

En primer lugar, utilice la masa molar para calcular los moles de ácido acético a partir de la masa dada:
g de soluto×mol de solutog de soluto=mol de solutog de soluto×mol de solutog de soluto=mol de soluto

A continuación, utilice la molaridad de la solución para calcular el volumen de solución que contiene esta cantidad molar de soluto:

mol de soluto×L de soluciónmol de soluto=L de soluciónmol de soluto×L de soluciónmol de soluto=L de solución

Combinando estos dos pasos en uno se obtiene:

g de soluto×mol de solutog de soluto×L de soluciónmol de soluto=L de solucióng de soluto×mol de solutog de soluto×L de soluciónmol de soluto=L de solución
75,6gCH3CO2H(molCH3CO2H60,05g)(L de solución0,839molCH3CO2H)=1,50L de solución75,6gCH3CO2H(molCH3CO2H60,05g)(L de solución0,839molCH3CO2H)=1,50L de solución

Compruebe lo aprendido

¿Qué volumen de una solución de 1,50-M de KBr contiene 66,0 g de KBr?

Respuesta:

0,370 L

Dilución de soluciones

La dilución es el proceso por el que se reduce la concentración de una solución mediante la adición de un solvente. Por ejemplo, un vaso de té helado se diluye cada vez más a medida que se derrite el hielo. El agua del hielo derretido aumenta el volumen del solvente (agua) y el volumen global de la solución (té helado), reduciendo así las concentraciones relativas de los solutos que dan sabor a la bebida (Figura 6.10).

Esta figura muestra dos cilindros graduados uno al lado del otro. El primero tiene aproximadamente la mitad de líquido azul que el segundo. El líquido azul es más oscuro en el primer cilindro que en el segundo.
Figura 6.10 Ambas soluciones contienen la misma masa de nitrato de cobre. La solución de la derecha está más diluida porque el nitrato de cobre está disuelto en más solvente (créditos: Mark Ott).

La dilución es también un medio habitual para preparar soluciones de una concentración deseada. Añadiendo solvente a una porción medida de una solución madre más concentrada, se puede preparar una solución de menor concentración. Por ejemplo, los plaguicidas comerciales suelen venderse como soluciones en las que los ingredientes activos están mucho más concentrados de lo que es apropiado para su aplicación. Antes de poder utilizarlos en los cultivos, los plaguicidas deben diluirse. Esta es también una práctica muy común para la preparación de una serie de reactivos comunes de laboratorio.

Se puede utilizar una relación matemática sencilla para relacionar los volúmenes y las concentraciones de una solución antes y después del proceso de dilución. Según la definición de molaridad, el número de moles de soluto en una solución (n) es igual al producto de la molaridad de la solución (M) por su volumen en litros (L):

n=MLn=ML

Expresiones como estas pueden escribirse para una solución antes y después de diluirla:

n1=M1L1n1=M1L1
n2 =M2L2 n2 =M2L2

donde los subíndices "1" y "2" se refieren a la solución antes y después de la dilución, respectivamente. Como el proceso de dilución no cambia la cantidad de soluto en la solución, n1 = n2. Por lo tanto, estas dos ecuaciones pueden ser iguales entre sí:

M1L1=M2L2 M1L1=M2L2

Esta relación se denomina comúnmente ecuación de dilución. Aunque esta ecuación utiliza la molaridad como unidad de concentración y los litros como unidad de volumen, se pueden utilizar otras unidades de concentración y volumen siempre que las unidades se cancelen adecuadamente según el método de los factores de conversión. Reflejando esta versatilidad, la ecuación de dilución se escribe a menudo en la forma más general:

C1V1=C2V2C1V1=C2V2

donde C y V son la concentración y el volumen, respectivamente.

Ejemplo 6.13

Determinar la concentración de una solución diluida

Si se diluyen 0,850 L de una solución de 5,00-M de nitrato de cobre, Cu(NO3)2, hasta un volumen de 1,80 L mediante la adición de agua, ¿cuál es la molaridad de la solución diluida?

Solución

Se proporciona la concentración madre, C1, y el volumen, V1, así como el volumen de la solución diluida, V2. Reordene la ecuación de dilución para aislar la propiedad desconocida, la concentración de la solución diluida, C2:
C1V1=C2V2C2 =C1V1V2C1V1=C2V2C2 =C1V1V2

Dado que la solución madre se diluye en más del doble (el volumen se incrementa de 0,85 L a 1,80 L), se espera que la concentración de la solución diluida sea inferior a la mitad de 5 M. Esta estimación aproximada se comparará con el resultado calculado para comprobar si hay errores graves de cálculo (por ejemplo, una sustitución incorrecta de las cantidades dadas). Sustituyendo los valores dados por los términos del lado derecho de esta ecuación se obtiene:

C2 =0,850L×5,00molL1,80 L=2,36MC2 =0,850L×5,00molL1,80 L=2,36M

Este resultado se ajusta a nuestra estimación aproximada (es un poco menos de la mitad de la concentración madre, 5 M).

Compruebe lo aprendido

¿Cuál es la concentración de la solución que resulta de diluir 25,0 mL de una solución de 2,04-M de CH3OH hasta 500,0 mL?

Respuesta:

0,102 M de CH3OH

Ejemplo 6.14

Volumen de una solución diluida

¿Qué volumen de 0,12 M de HBr se puede preparar a partir de 11 mL (0,011 L) de 0,45 M de HBr?

Solución

Se proporcionan el volumen y la concentración de una solución madre, V1 y C1, y la concentración de la solución diluida resultante, C2. Encuentre el volumen de la solución diluida, V2 reordenando la ecuación de dilución para aislar V2:
C1V1=C2V2V2=C1V1C2C1V1=C2V2V2=C1V1C2

Como la concentración diluida (0,12 M) es algo más de la cuarta parte de la concentración original (0,45 M), se espera que el volumen de la solución diluida sea aproximadamente cuatro veces el volumen original, es decir, aproximadamente 44 mL. Al sustituir los valores dados y resolver el volumen desconocido se obtiene:

V2=(0,45M)(0,011L)(0,12M)V2=0,041LV2=(0,45M)(0,011L)(0,12M)V2=0,041L

El volumen de la solución de 0,12-M es de 0,041 L (41 mL). El resultado es razonable y se compara bien con la estimación aproximada.

Compruebe lo aprendido

Un experimento de laboratorio necesita 0,125 M de HNO3. ¿Qué volumen de 0,125 M de HNO3 se puede preparar a partir de 0,250 L de 1,88 M de HNO3?

Respuesta:

3,76 L

Ejemplo 6.15

Volumen de una solución concentrada necesario para la dilución

¿Qué volumen de 1,59 M de KOH se necesita para preparar 5,00 L de 0,100 M de KOH?

Solución

Se da la concentración de una solución madre, C1, y el volumen y la concentración de la solución diluida resultante, V2 y C2. Halle el volumen de la solución madre, V1 reordenando la ecuación de dilución para aislar V1:
C1V1=C2V2V1=C2V2C1C1V1=C2V2V1=C2V2C1

Dado que la concentración de la solución diluida 0,100 M es aproximadamente un dieciseisavo de la solución madre (1,59 M), se espera que el volumen de la solución madre sea aproximadamente un dieciseisavo del de la solución diluida, es decir, unos 0,3 litros. Al sustituir los valores dados y resolver el volumen desconocido se obtiene:

V1=(0,100M)(5,00L)1,59MV1=0,314LV1=(0,100M)(5,00L)1,59MV1=0,314L

Por lo tanto, se necesitan 0,314 L de la solución de 1,59-M para preparar la solución deseada. Este resultado es coherente con la estimación aproximada.

Compruebe lo aprendido

¿Qué volumen de una solución de 0,575M de glucosa, C6H12O6, se puede preparar a partir de 50,00 mL de una solución de 3,00-M de glucosa?

Respuesta:

0,261 L

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