Chapter 4: Chemical Quantities and Aqueous Reactions

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4.5:

Concentración y Dilución de las Soluciones

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Solution Concentration and Dilution

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En una cantidad dada de disolvente, se pueden añadir diferentes cantidades de solutos para crear soluciones de distintas concentraciones. En una solución diluida, la proporción de soluto en relación con la de disolvente es menor, mientras que en una solución concentrada la proporción es mayor. La concentración de una solución se expresa en términos de molaridad, que es el número de moles de soluto por litro de solución.El denominador es el volumen de la solución y no el volumen del disolvente. Por lo tanto, para preparar 1 litro de una solución de 1 molar, se añade 1 mole de soluto en un matraz aforado, el cual luego se llena hasta la marca de 1 litro con disolvente. De forma similar, si 1 mole de soluto se añade en otro matraz y luego este se llena hasta la marca de 0, 5 litros con disolvente, esto daría como resultado una solución molar de 2 molar.La molaridad de la solución se puede usar como factor de conversión entre los moles del soluto y el volumen de la solución. Supongamos que se disuelven 237 gramos de permanganato de potasio en agua para preparar una solución de 3 molar. A fin de calcular el volumen total de la solución, primero se convierte la masa del soluto a moles.Después, se divide el número de moles entre la molaridad para obtener un volumen de 0, 5 litros. Si se agrega más agua, el volumen total de la solución aumenta, pero el número de moles de la solución permanece igual. Esto significa que la concentración de la solución ha disminuido o que se diluyó la solución.La disolución de una solución concentrada, o solución madre, se lleva a cabo usando la ecuación de disolución, que relaciona los volúmenes y molaridades de una solución antes y después del proceso de disolución. M1 y V1 representan la molaridad y el volumen de la solución concentrada inicial, y M2 y V2 representan la molaridad y el volumen de la solución diluida final. Por ejemplo, la ecuación de disolución se puede usar para preparar una solución de permanganato de potasio, la cual se emplea con fines médicos como un desinfectante general.Qué volumen de una solución madre de 2 molar se necesita para preparar 1 litro de una solución de 0, 2 molar de permanganato de potasio? Si sabemos los valores de molar 1, molar 2 y el volumen 2, y resolvemos la ecuación de disolución para el volumen 1, el resultado da 0, 1 litros. Por consiguiente, se añaden 0, 1 litros de la solución madre a un nuevo matraz aforado y se agrega disolvente para preparar 1 litro de la solución de 0, 2 molar.Luego de diluir la solución, y a pesar de que la concentración cambió, el número de moles de permanganato de potasio permanece igual.

4.5:

Concentración y Dilución de las Soluciones

La cantidad relativa de un determinado componente de una 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 los demás componentes se dispersan o disuelven. 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 es llamada una solución acuosa.

Un soluto es un componente de una solución que normalmente está presente en una concentración mucho menor que el solvente. Las concentraciones de soluto se describen a menudo con términos cualitativos como diluido (de concentración relativamente baja) y concentrado (de concentración relativamente alta)./p>

Las concentraciones pueden evaluarse cuantitativamente utilizando una amplia variedad de unidades de medición, cada una de ellas conveniente para aplicaciones particulares. La molaridad (M) es una unidad de concentración útil para muchas aplicaciones químicas. La molaridad se define como el número de moles de soluto en exactamente 1 litro (1 L) de la solución y tiene las unidades de ‘mol/L’.

Tenga en cuenta que en la ecuación de la molaridad se utiliza el volumen de la solución y no el volumen del solvente. Esto se debe a que, dependiendo de la naturaleza de las interacciones entre el soluto y el solvente, el soluto puede cambiar el volumen de la solución. Por lo tanto, en la ecuación de la molaridad, utilizamos el volumen total de la solución (es decir, el volumen del solvente + el volumen del soluto). Debido a que los volúmenes de solución varían con la temperatura, las concentraciones molares también variarán. Cuando se expresa como molaridad, la concentración de una solución con números idénticos de especies de soluto y solvente será diferente a diferentes temperaturas, debido a la contracción/expansión de la solución.

Dilución de las soluciones

La dilución es el proceso mediante el cual una solución se hace menos concentrada (o más diluida) mediante la adición del solvente. Por ejemplo, un vaso de café helado se diluye cada vez más y es menos dulce a medida que el hielo se derrite. En los laboratorios, las soluciones suelen almacenarse en sus formas concentradas, denominadas soluciones madre. Las soluciones de concentraciones más bajas se preparan a partir de las existentes mediante dilución.

Donde M y V son la concentración y el volumen, respectivamente, y los subíndices “1” y “2” se refieren a la solución antes y después de la dilución, respectivamente.
Ahora, ya que el producto de la molaridad y el volumen son iguales a los moles, el número de moles antes y después de la dilución permanece igual.