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Cálculos con disoluciones

 Un problema típico es querer preparar un volumen determinado de una disolución con una concentración molar que no existe de fábrica. Suele ser habitual que para prepararla debamos utilizar una disolución del compuesto en cuyo frasco nos viene la concentración en % en masa y la densidad de la misma. ¿Cómo debemos prepararla?

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 Queremos preparar tres litros de una disolución de HNO3 en agua cuya concentración sea 0,5 M. Para preparar la disolución disponemos de un frasco cuya etiqueta marca una concentración de ácido nítrico del 70% en peso y cuya densidad es de 1,41 g · ml-1. ¿Cómo la prepararemos?

  1. Se debe calcular la cantidad de soluto necesaria para preparar la disolución. Cantidad que necesitaremos en gramos: primero se calculan los moles necesarios y, después, con la masa molar, se calcula la masa en gramos de soluto.

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La masa molecular del ácido nítrico es:

Mácido nítrico = MH · 1 + MN · 1 + MO · 3 = 1 · 1 + 14 · 1 + 16 · 3 = 63 u

La masa molar del ácido nítrico es de 63 g / mol

c = n / V ; 0,5 = n / 3 ; n = 3 · 0,5 = 1,5 moles

n = m / M    (nº moles = masa en gramos / masa molar)

1,5 = m / 63  ;  m = 63 · 1,5 = 94,5 g de ácido nítrico puro

  1. Como nos dan el porcentaje en masa del frasco, lo que debemos hacer es calcular una simple regla de tres (proporcionalidad directa simple) con los datos del porcentaje y el dato de masa de soluto necesario. Tened en cuenta que el porcentaje nos indica los gramos de soluto que hay por cada cien gramos de disolución. Con dicho cálculo obtendremos la masa de disolución del frasco que hemos de coger para hacer la disolución. Si pesamos dicha disolución y lo completamos con disolvente hasta alcanzar el volumen que queremos preparar de la nueva disolución, habremos preparado la concentración deseada.

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Pesaríamos 135 g de la disolución del frasco que marca 70% en peso, los echaríamos en una probeta o matraz aforado que nos marque volúmenes, y le echaríamos agua (disolvente del problema) hasta llegar a un volumen de tres litros de disolución.

  1. Si en lugar de pesar sólo podemos coger un volumen de la disolución del frasco, hemos de utilizar la densidad de la disolución del frasco para averiguar el volumen que debemos coger. La densidad de la disolución representa la masa de la disolución por volumen de la misma. Como la densidad nos la pone la etiqueta del frasco y la masa de la disolución la hemos calculado a partir del porcentaje en masa que marca la etiqueta (paso anterior), despejando obtenemos el volumen de disolución del frasco que deberemos coger. Una vez extraída dicha disolución del frasco le echamos el disolvente hasta completar el volumen que nos indica el enunciado, así obtendremos la concentración deseada.

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Cogeríamos 95,74 ml de la disolución de HNO3 del frasco que marca 70% en peso. los echaríamos en una probeta o en un matraz aforado que nos mida el volumen, y lo completaríamos con agua (disolvente del problema) hasta llegar al volumen que nos pide el problema (tres litros). De esta forma tendríamos tres litros de una disolución 0,5 M de ácido nítrico en agua.

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