Cómo calcular la concentración de una solución

En química. La concentración de una solución es la cantidad de una sustancia soluble, conocida como soluto, que está mezclada con otra sustancia llamada solvente. Le fórmula estándar es C = m/V, donde C es la concentración, m es la masa del soluto disuelto y V es el volumen total de la solución. Si tienes una concentración pequeña, busca la respuesta en partes por millón (ppm) para que sea más fácil de entender. En cambio, en las instalaciones de un laboratorio, es probable que te pidan calcular la molaridad o concentración molar de la solución.

Método 1

Método 1 de 3:

Usar la ecuación de masa por volumen

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Encuentra la masa del soluto mezclado con el solvente. El soluto es la sustancia que mezclas para formar la solución. Si te dan la masa del soluto en el problema, anótala y asegúrate de etiquetarla con las unidades correctas. Si necesitas encontrar la masa del soluto, pésalo en una báscula de laboratorio y registra la medida.^{[1]XFuente de investigación}
- Si el soluto que vas a usar es líquido, entonces también puedes calcular la masa usando la fórmula de densidad D = m/V, donde m es la masa del líquido y V es su volumen. Para encontrar la masa, multiplica la densidad del líquido por su volumen.
Consejo: si necesitas usar una báscula, resta la masa del recipiente que contenga el soluto o los cálculos serán incorrectos.
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Registra el volumen total de la solución. El volumen total de la solución es la cantidad de solvente más la cantidad de soluto agregado. Si vas a determinar el volumen en el laboratorio, mezcla la solución en una probeta o un vaso de precipitados graduado y observa la medida. Mide el volumen de la curva en la parte superior de la solución, o el menisco, para obtener la lectura más precisa. Registra el volumen de la solución.^{[2]XFuente de investigación}
- Si no vas a medir el volumen, es probable que necesites convertir la masa del soluto en volumen, usando la fórmula de densidad.
- Por ejemplo, si quieres encontrar la concentración de 3,45 g de sal en 2 l de agua, deberás encontrar el volumen de la sal usando la fórmula de densidad. Busca la densidad de la sal en un libro de texto o en línea y resuelve la fórmula para m. En este caso, la densidad de la sal es de 2,16 g/ml. La fórmula quedaría como 2,16 g/ml = (3,45 g)/V. Multiplica cada lado por V para obtener V(2,16 g/ml) = 3,45 g. Luego divide cada lado entre 2,16 para encontrar el volumen, o V = (3,45 g)/(2,16 g/ml) = 1,60 ml.
- Suma el volumen del soluto y el volumen del solvente. Por lo tanto, en este ejemplo, 2 l + 1,6 ml = 2000 ml + 1,6 ml = 2001,6 ml. Puedes dejar la medida en mililitros o convertirá de nuevo a litros para obtener 2002 l.
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Divide la masa del soluto entre el volumen total de la solución. Anota la ecuación C = m/V, donde m es la masa del soluto y V es el volumen total de la solución. Sustituye los valores de masa y volumen que hayas encontrado y divídelos para determinar la concentración de la solución. No olvides etiquetar la respuesta con las unidades correctas.^{[3]XFuente de investigación}
- En nuestro ejemplo, para la concentración de 3,45 g de sal en 2 l de agua, la ecuación queda C = (3,45 g)/(2002 l) = 1723 g/l.
- Ciertos problemas pueden pedirte la concentración en unidades específicas. Asegúrate de convertir las unidades antes de ponerlas en la fórmula final.
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Método 2

Método 2 de 3:

Encontrar la concentración en porcentaje o partes por millón

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Encuentra la masa del soluto en gramos. Mide la masa del soluto que planeas mezclar en la solución. Asegúrate de restarle el peso del recipiente que uses para medir el soluto o la concentración será errónea.^{[4]XFuente de investigación}
- Si el soluto es líquido, es probable que necesites calcular la masa usando la fórmula D = m/V, donde D es la densidad del líquido, m es la masa y V el volumen. Busca la densidad del líquido en un libro de texto o en línea y luego resuelve la ecuación para la masa.
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Determina la masa total de la solución en gramos. La masa total de la solución es la masa del solvente más la masa del soluto. Pesa las masas usando una báscula de laboratorio o convierte el volumen del solvente en masa usando la fórmula de densidad D = m/V. Suma la masa del soluto y la masa del solvente para determinar el volumen final.^{[5]XFuente de investigación}
- Por ejemplo, si quieres calcular la concentración de 10 g de cacao en polvo mezclados con 1,2 l de agua, encuentra la masa del agua usando la fórmula de densidad. La densidad del agua es de 1000 g/l, así que la ecuación quedaría así 1000 g/l = m/(1,2 l). Multiplica cada lado por 1,2 l para encontrar la masa en gramos, así m = (1,2 L)(1000 g/l) = 1200 g. Súmale la masa del polvo de cacao para obtener 1210 g.
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Divide la masa del soluto entre la masa total de la solución. Ajusta la ecuación para que la concentración C = masa del soluto/masa total de la solución. Sustituye los valores y resuelve la ecuación para calcular la concentración de la solución.^{[6]XFuente de investigación}
- En el ejemplo, C = (10 g)/(1.210 g) = 0,00826.
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Multiplica la respuesta por 100, si quieres determinar la concentración porcentual. Si te piden registrar la concentración en porcentaje, toma la respuesta que hayas calculado y multiplícala por 100. Etiqueta la respuesta final con un signo de porcentaje.^{[7]XFuente de investigación}
- En este ejemplo, la concentración porcentual es (0,00826)(100) = 0,826 %.
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Multiplica la concentración por 1 000 000 para determinar las partes por millón. Usa el número que calculaste para la concentración y multiplícalo por 1 000 000 o 10⁶. El número que obtendrás equivale a cuántas partes por millón son soluto. Etiqueta la respuesta final en ppm.^{[8]XFuente de investigación}
- En nuestro ejemplo, ppm = (0,00826)(1 000 000) = 8260 ppm.
Consejo: las partes por millón normalmente se usan para concentraciones muy pequeñas, ya que son más fáciles de escribir y entender que un porcentaje.
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Método 3

Método 3 de 3:

Calcular la molaridad

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Suma las masas atómicas del soluto, para calcular la masa molar. Busca los elementos de la fórmula química del soluto que vas a usar. Anota la masa atómica de cada elemento del soluto, ya que la masa atómica y la masa molar son las mismas. Suma las masas atómicas del soluto para determinar la masa molar total. Etiqueta la medida final en g/mol.
- Por ejemplo, si el soluto es hidróxido de potasio (KOH), busca las masas atómicas del potasio, oxígeno e hidrógeno y súmalas. En este caso masa molar = 39 +16 + 1 = 56 g/mol.
- La molaridad se usa en química, principalmente cuando conoces la composición química del soluto que vas a usar.
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Divide la masa del soluto entre la masa molar, para determinar el número de moles. Encuentra la masa del soluto que añadirás a la solución, usando una báscula de laboratorio si es necesario. Asegúrate de restarle la masa del recipiente para obtener una lectura precisa. Divide la masa que hayas encontrado entre la masa molar, para que puedas calcular cuántos moles de soluto vas a usar. Etiqueta la respuesta con mol.
- Por ejemplo, si quieres encontrar el número de moles en 25 g de hidróxido de potasio, entonces la ecuación será mol = (25 g)/(56 g/mol) = 0,45 mol
- Si la masa del soluto no está anotada en gramos, conviértela a gramos.
- Los moles se usan para representar el número de átomos en la solución.
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Convierte el volumen de la solución a litros. Encuentra el volumen del solvente antes de mezclarlo con el soluto. Si no te dan la medida, usa un matraz o una probeta graduada para encontrarla. Si la medida está en mililitros, entonces divídelo entre 1.000 para convertirla a litros.
- En este ejemplo, si usas 400 ml de agua, entonces divídelos entre 1.000 para convertirlos a litros, que es 0,4 l.
- Si el solvente ya está en litros, puedes omitir este paso.
Consejo: no necesitas incluir el volumen del soluto, ya que normalmente no afecta tanto al volumen. Si al mezclar el soluto con el solvente, hay un cambio visible en el volumen, entonces usa el volumen total.
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Divide los moles de soluto entre el volumen de la solución en litros. Ajusta la ecuación para que la molaridad M = mol/V, donde mol es el número de moles de soluto y V es el volumen del solvente. Resuelve la ecuación y etiqueta la respuesta con M.
- En este ejemplo, M = (0,45 mol)/(0,4 L) = 1125 M.
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Consejos

Si estás en un laboratorio y no sabes cuánto soluto se ha añadido, puedes realizar una prueba de titulación usando otros químicos reactivos. Necesitas aprender cómo balancear ecuaciones químicas mediante estequiometría.

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