la concentración es una expresión de cuánto soluto se disuelve en un solvente en una solución química . Hay múltiples unidades de concentración. qué unidad usa depende de cómo piensa usar la solución química. Las unidades más comunes son molaridad, molalidad, normalidad, porcentaje de masa, porcentaje de volumen y fracción molar. Aquí hay instrucciones paso a paso para calcular la concentración, con ejemplos.
Cómo calcular la molaridad de una solución química
La molaridad es una de las unidades de concentración más comunes. se usa cuando la temperatura de un experimento no cambia. Es una de las unidades más fáciles de calcular.
calcular la molaridad : moles de soluto por litro de solución ( no el volumen de solvente agregado ya que el soluto ocupa algo de espacio)
símbolo : m
m = moles / litro
ejemplo : ¿cuál es la molaridad de una solución de 6 gramos de nacl (~ 1 cucharadita de sal de mesa) disuelta en 500 mililitros de agua?
primero, convierta gramos de nacl a moles de nacl.
de la tabla periódica:
- na = 23.0 g / mol
- cl = 35.5 g / mol
- nacl = 23.0 g / mol + 35.5 g / mol = 58.5 g / mol
- número total de moles = (1 mol / 58.5 g) * 6 g = 0.62 moles
ahora determine los moles por litro de solución:
m = 0,62 moles de solución nacl / 0,50 litros = solución de 1,2 m (solución 1,2 molar)
Tenga en cuenta que supuse que la disolución de los 6 gramos de sal no afectó apreciablemente el volumen de la solución. cuando prepare una solución molar, evite este problema agregando solvente a su soluto para alcanzar un volumen específico.
Cómo calcular la molalidad de una solución
La molalidad se utiliza para expresar la concentración de una solución cuando realiza experimentos que implican cambios de temperatura o trabajan con propiedades coligativas. Tenga en cuenta que con soluciones acuosas a temperatura ambiente, la densidad del agua es de aproximadamente 1 kg / l, por lo que mym son casi iguales.
calcular la molalidad : moles de soluto por kilogramo de solvente
símbolo : m
m = moles / kilogramo
ejemplo : ¿cuál es la molalidad de una solución de 3 gramos de kcl (cloruro de potasio) en 250 ml de agua?
primero, determine cuántos moles hay en 3 gramos de kcl. comience buscando la cantidad de gramos por mol de potasio y cloro en una tabla periódica . luego agréguelos para obtener los gramos por mol de kcl.
- k = 39,1 g / mol
- cl = 35.5 g / mol
- kcl = 39.1 + 35.5 = 74.6 g / mol
para 3 gramos de kcl, el número de moles es:
(1 mol / 74,6 g) * 3 gramos = 3 / 74,6 = 0,040 moles
Expresar esto como moles por kilogramo de solución. ahora, tiene 250 ml de agua, que son aproximadamente 250 g de agua (suponiendo una densidad de 1 g / ml), pero también tiene 3 gramos de soluto, por lo que la masa total de la solución está más cerca de 253 gramos que 250 usando 2 cifras significativas, es lo mismo. Si tiene mediciones más precisas, ¡no olvide incluir la masa de soluto en su cálculo!
- 250 g = 0.25 kg
- m = 0.040 moles / 0.25 kg = 0.16 m kcl (solución de 0.16 molal)
Cómo calcular la normalidad de una solución química
La normalidad es similar a la molaridad, excepto que expresa el número de gramos activos de un soluto por litro de solución. Este es el gramo de peso equivalente de soluto por litro de solución.
La normalidad a menudo se usa en reacciones ácido-base o cuando se trata de ácidos o bases.
calcular la normalidad : gramos de soluto activo por litro de solución
símbolo : n
ejemplo : para reacciones ácido-base, ¿cuál sería la normalidad de una solución de ácido sulfúrico de 1 m (h 2 so 4 ) en agua?
El ácido sulfúrico es un ácido fuerte que se disocia completamente en sus iones, h + y así 4 2- , en solución acuosa. usted sabe que hay 2 moles de iones h + (la especie química activa en una reacción ácido-base) por cada 1 mol de ácido sulfúrico debido al subíndice en la fórmula química. entonces, una solución de 1 m de ácido sulfúrico sería una solución de 2 n (2 normales).
Cómo calcular la concentración porcentual de masa de una solución
La composición porcentual en masa (también llamada composición porcentual en masa o porcentual) es la forma más fácil de expresar la concentración de una solución porque no se requieren conversiones de unidades. simplemente use una escala para medir la masa del soluto y la solución final y exprese la relación como un porcentaje. recuerde, la suma de todos los porcentajes de componentes en una solución debe sumar 100%
el porcentaje de masa se usa para todo tipo de soluciones, pero es particularmente útil cuando se trata de mezclas de sólidos o en cualquier momento las propiedades físicas de la solución son más importantes que las propiedades químicas.
calcular el porcentaje en masa : soluto en masa dividido por la solución final en masa multiplicado por 100%
símbolo :%
ejemplo : la aleación de nicromo consiste en 75% de níquel, 12% de hierro, 11% de cromo, 2% de manganeso, en masa. si tienes 250 gramos de nicromo, ¿cuánto hierro tienes?
Debido a que la concentración es un porcentaje, usted sabe que una muestra de 100 gramos contendría 12 gramos de hierro. puedes configurar esto como una ecuación y resolver la "x" desconocida:
12 g de hierro / 100 g de muestra = xg de hierro / 250 g de muestra
Multiplicar y dividir:
x = (12 x 250) / 100 = 30 gramos de hierro
Cómo calcular la concentración porcentual en volumen de una solución
El porcentaje en volumen es el volumen de soluto por volumen de solución. Esta unidad se utiliza al mezclar volúmenes de dos soluciones para preparar una nueva solución. Cuando mezcla soluciones, los volúmenes no siempre son aditivos , por lo que el porcentaje de volumen es una buena manera de expresar la concentración. el soluto es el líquido presente en una cantidad menor, mientras que el soluto es el líquido presente en una cantidad mayor.
calcular el porcentaje en volumen : volumen de soluto por volumen de solución ( no volumen de solvente), multiplicado por 100%
símbolo : v / v%
v / v% = litros / litros x 100% o mililitros / mililitros x 100% (no importa qué unidades de volumen use siempre que sean iguales para el soluto y la solución)
ejemplo : ¿cuál es el porcentaje en volumen de etanol si diluye 5.0 mililitros de etanol con agua para obtener una solución de 75 mililitros?
v / v% = 5.0 ml de alcohol / 75 ml de solución x 100% = 6.7% de solución de etanol, en volumen.
Cómo calcular la fracción molar de una solución
fracción molar o fracción molar es el número de moles de un componente de una solución dividido por el número total de moles de todas las especies químicas. la suma de todas las fracciones molares se suma a 1. tenga en cuenta que los lunares se cancelan al calcular la fracción molar, por lo que es un valor sin unidades. tenga en cuenta que algunas personas expresan la fracción molar como un porcentaje (no común). Cuando se hace esto, la fracción molar se multiplica por 100%.
símbolo : x o la letra griega minúscula chi, χ, que a menudo se escribe como subíndice
calcular la fracción molar : x a = (moles de a) / (moles de a + moles de b + moles de c ...)
ejemplo : determine la fracción molar de nacl en una solución en la que se disuelven 0,10 moles de sal en 100 gramos de agua.
se proporcionan los moles de nacl, pero aún necesita la cantidad de moles de agua, h 2 o. comience calculando el número de moles en un gramo de agua, utilizando datos de tablas periódicas para hidrógeno y oxígeno:
- h = 1.01 g / mol
- o = 16.00 g / mol
- h 2 o = 2 + 16 = 18 g / mol (mira el subíndice para notar que hay 2 átomos de hidrógeno)
use este valor para convertir la cantidad total de gramos de agua en moles:
(1 mol / 18 g) * 100 g = 5,56 moles de agua
ahora tiene la información necesaria para calcular la fracción molar.
- x sal = moles de sal / (moles de sal + moles de agua)
- x sal = 0.10 mol / (0.10 + 5.56 mol)
- x sal = 0.02
Más formas de calcular y expresar la concentración
Existen otras formas fáciles de expresar la concentración de una solución química. partes por millón y partes por billón se utilizan principalmente para soluciones extremadamente diluidas.
g / l = gramos por litro = masa de soluto / volumen de solución
f = formalidad = unidades de peso de fórmula por litro de solución
ppm = partes por millón = proporción de partes de soluto por 1 millón de partes de la solución
ppb = partes por mil millones = relación de partes de soluto por mil millones de partes de la solución.