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Poder calcular la concentración de una solución es una de las habilidades más básicas que debe tener un científico. Sin saber con qué cantidad de sustancia estás trabajando, no tienes control sobre las reacciones que estás llevando a cabo.
La concentración de una solución se expresa principalmente en molaridad o moles por litro. La abreviatura de molaridad es M y las unidades de concentración son mol/L .
La definición de molaridad significa que puedes encontrar la molaridad de una solución si conoces el número total de moles del soluto y el volumen total de la solución. Entonces, para calcular la concentración de una solución (en molaridad), debes dividir los moles de soluto por el volumen total.
Fórmula de concentración:para encontrar la concentración molar de una solución, simplemente divida el total de moles de soluto por el volumen total de la solución en litros.
Digamos que tienes 10 moles de NaCl y tu volumen total de solución es 5 L. Para encontrar la molaridad de esta solución, necesitas dividir el total de moles de soluto (NaCl) por el volumen total:
\(\mathrm{\dfrac{10mol\enspace NaCl}{5L}=2M\enspace NaCl}\)
Esto significa que su solución de 5 litros que contiene 10 moles de NaCl es una solución de NaCl 2 M. Aquí, "M" se dice en voz alta como "molar".
¿Qué pasa si tienes una solución que contiene 10 gramos? de NaCl en 5 L de solución?
Para encontrar la concentración de esta nueva solución necesitas convertir de gramos a moles . Esto requiere el uso de la masa molar (dada en gramos/mol) del NaCl. La masa molar de una sustancia se encuentra sumando la masa molar de los componentes individuales. Para el NaCl, los dos componentes son sodio y cloruro.
Para encontrar la masa molar de cualquiera de ellos, debes buscar debajo de sus símbolos en la tabla periódica. La masa molar del sodio es 22,99 g/mol y la masa molar del cloro es 35,45 g/mol. Sumados, esto da la masa molar de NaCl, que es 58,44 g/mol.
Ahora puedes encontrar la concentración de una solución de 5 litros que contiene 10 gramos de NaCl.
Comience convirtiendo gramos en moles:
\(\mathrm{ 10g\enspace NaCl\Biggl(\dfrac{1mol\enspace NaCl}{58,44g\enspace NaCl}\Biggr)=0,17mol\enspace NaCl}\)
A continuación, debes dividir el número de moles por el volumen total para encontrar la concentración:
\(\mathrm{\dfrac{0.17mol\enspace NaCl}{5L}=0.034M\enspace NaCl}\)
Esto significa que si tienes 10 gramos de NaCl en una solución de 5 L, tendrás una solución de NaCl 0,034 M.
¿Qué pasa si tienes una solución que contiene 1000 miligramos de NaCl en 5 litros de solución?
En este caso, primero debes convertir de miligramos a gramos. Hay 1.000 miligramos en 1 gramo.
Entonces:
\(\mathrm{1000mg\enspace NaCl\Biggl(\dfrac{1g}{1000mg}\Biggr)=1g\enspace NaCl}\)
Ahora que sabes que 1000 miligramos corresponden a 1 gramo, puedes convertir gramos en moles usando la masa molar:
\(\mathrm{ 1g\enspace NaCl\Biggl(\dfrac{1mol\enspace NaCl}{58,44g\enspace NaCl}\Biggr)=0,017mol\enspace NaCl}\)
Finalmente, puedes tomar el número de moles y dividirlo por el volumen total:
\(\mathrm{\dfrac{0.017mol\enspace NaCl}{5L}=0.0034M\enspace NaCl}\)
Por lo tanto, 1000 gramos de NaCl en 5 litros de solución total son lo mismo que una solución de NaCl 0,0034 M.
A continuación se muestra una versión generalizada de los pasos mostrados anteriormente o "fórmula de concentración ."
Dados los moles de soluto y los litros de solución, la molaridad se calcula mediante:
\(\mathrm{\dfrac{mol\enspace soluto}{L\enspace solución}=concentración\enspace(M)}\)
Dada la cantidad de soluto en gramos, la siguiente ecuación da la concentración:
\(\mathrm{g\enspace soluto\Biggl(\dfrac{1mol\enspace soluto}{molar\enspace masa\enespacio de\enspace soluto\enspace g}\Biggr)\Biggl(\dfrac{1}{L\enspace solución}\Biggr)=concentración\enspace(M)}\)
Dada la cantidad de soluto en miligramos, la siguiente ecuación da la concentración:
\(\mathrm{mg\enspace soluto\Biggl(\dfrac{1g}{1000mg}\Biggr)\Biggl(\dfrac{1mol\enspace soluto}{molar\enspace masa\enespacio de\enspace soluto\enspace g}\Biggr)\Biggl(\dfrac{1}{L\enspace solución}\Biggr)=concentración\enspace(M)}\)
