concept 2 vocabulary:\nconcentration:\nmolarity: the concentration of a solution expressed in number of…

1. Explicación de las diferentes maneras de cuantificar la concentración de una solución

La concentración de una solución se puede cuantificar de varias maneras:

• Molaridad (M): Es la cantidad de moles de soluto por litro de solución. Se expresa como $M=\frac{n_{soluto}}{V_{solución}}$ donde $n_{soluto}$ es el número de moles del soluto y $V_{solución}$ es el volumen de la solución en litros.
• Molalidad (m): Es la cantidad de moles de soluto por kilogramo de solvente. Se expresa como $m = \frac{n_{soluto}}{m_{solvente}}$ donde $n_{soluto}$ es el número de moles del soluto y $m_{solvente}$ es la masa del solvente en kilogramos.
• Fracción molar: Es la relación entre el número de moles de un componente (soluto o solvente) y el número total de moles de todos los componentes de la solución.
• Porcentaje en masa: Es la masa del soluto dividida por la masa total de la solución multiplicada por 100. $% \text{en masa}=\frac{m_{soluto}}{m_{solución}}\times 100$
• Porcentaje en volumen: Es el volumen del soluto dividido por el volumen total de la solución multiplicado por 100. $% \text{en volumen}=\frac{V_{soluto}}{V_{solución}}\times 100$

2. Maneras de diluir una solución

• Agregar solvente puro: Al agregar más solvente a una solución existente, el volumen de la solución aumenta mientras que la cantidad de soluto permanece constante, lo que reduce la concentración.
• Mezclar con una solución más diluida del mismo soluto: Al mezclar una solución concentrada con una solución más diluida del mismo soluto, se reduce la concentración de la solución original.

3. Concentración de una solución de KCl y procedimiento de preparación

• Cálculo de la concentración molar:
  • Paso 1: Calcular los moles de KCl La masa molar de KCl es $M_{KCl}=39.1 + 35.45=74.55\ g/mol$. Los moles de KCl, $n=\frac{m}{M}=\frac{25\ g}{74.55\ g/mol}\approx 0.335\ mol$.
  • Paso 2: Calcular la molaridad La molaridad $M=\frac{n}{V}=\frac{0.335\ mol}{1.50\ L}\approx 0.223\ M$.
• Procedimiento de preparación en el laboratorio:
  • Primero, pesar 25 g de KCl utilizando una balanza analítica.
  • Luego, disolver el KCl en un volumen reducido de agua en un matraz de medida.
  • Finalmente, agregar agua hasta alcanzar el volumen final de 1.50 L y mezclar bien.

4. Cantidad de $NaClO_3$ necesaria

• Paso 1: Calcular los moles de $NaClO_3$ La molaridad $M = 2.75\ M$ y el volumen $V = 1.00\ L$. Usando la fórmula $n = M\times V$, tenemos $n=2.75\ mol/L\times1.00\ L = 2.75\ mol$.
• Paso 2: Calcular la masa de $NaClO_3$ La masa molar de $NaClO_3$ es $M = 22.99+35.45 + 3\times16=106.44\ g/mol$. La masa $m=n\times M=2.75\ mol\times106.44\ g/mol\approx 292.71\ g$.

5. Masa de agua necesaria

• Paso 1: Calcular los moles de $C_6H_{12}O_6$ La masa molar de $C_6H_{12}O_6$ es $M=(6\times12.01)+(12\times1.01)+(6\times16)=180.18\ g/mol$. Los moles de $C_6H_{12}O_6$, $n=\frac{m}{M}=\frac{182\ g}{180.18\ g/mol}\approx 1.01\ mol$.
• Paso 2: Calcular la masa de agua La molalidad $m = 0.650\ molal$. Usando la fórmula $m=\frac{n}{m_{solvente}}$, despejando $m_{solvente}$ tenemos $m_{solvente}=\frac{n}{m}=\frac{1.01\ mol}{0.650\ mol/kg}\approx 1.55\ kg$.

6. Volumen de ácido sulfúrico concentrado

• Paso 1: Aplicar la ley de la dilución $M_1V_1 = M_2V_2$ Donde $M_1 = 8.5\ M$, $M_2 = 5.0\ M$ y $V_2=440\ mL$. Despejando $V_1$ tenemos $V_1=\frac{M_2V_2}{M_1}=\frac{5.0\ M\times440\ mL}{8.5\ M}\approx 258.82\ mL$.

7. Volumen de agua a agregar

• Paso 1: Calcular los moles de HCl en la solución inicial La molaridad inicial $M_1 = 6.0\ M$ y el volumen $V_1 = 720\ mL=0.72\ L$. Los moles de HCl, $n = M_1V_1=6.0\ mol/L\times0.72\ L = 4.32\ mol$.
• Paso 2: Calcular el volumen final de la solución La molaridad final $M_2 = 1.5\ M$. Usando la fórmula $V_2=\frac{n}{M_2}=\frac{4.32\ mol}{1.5\ mol/L}=2.88\ L = 2880\ mL$.
• Paso 3: Calcular el volumen de agua a agregar El volumen de agua a agregar $V_{agua}=V_2 - V_1=2880\ mL - 720\ mL=2160\ mL$.