9. En el laboratorio se prepara una disolución (a la que llamaremos disolución A) pesando 5 g de cromato de potasio y agregándole agua hasta llegar a 1 L de disolución. De esta disolución A, se toma una alícuota de 100 mL y se coloca en un matraz aforado de 250 mL, agregándole agua hasta la marca de aforo (disolución B).
Finalmente, de la disolución B se toma una alícuota de 25 mL y se coloca en un vaso de precipitado.
a) ¿Cuál es la concentración molar de la disolución A?
b) ¿Cuál es la concentración en porcentaje en peso de la disolución A?
c) ¿Cuántos moles de cromato de potasio hay en la disolución A, en la disolución B y en el vaso de precipitado donde se colocó la alícuota final?
d) ¿Cuál es la concentración molar de la disolución que se encuentra en el vaso de precipitado que contiene la alícuota final?
Respuestas
Se tienen las proporciones de soluto (cromato de potasio) y solvente (agua) para preparar una solución inicial y se pide realizar cálculos para determinar concentración y cantidad de soluto en dilución de alicuota de la disolución inicial. Los resultados obtenidos son:
a) concentración molar de la disolución A = 0,026 mol/L.
b) concentración disolución A = 0,5 % en peso
c) En la disolución A se tienen 0,026 mol de K₂CrO₄
En la disolución B se tienen 0,0026 mol K₂CrO₄
Se tienen 2,6 × 10⁻⁴ mol K₂CrO₄ en el vaso de precipitado.
d) Concentración de la disolución en el vaso de precipitado = 0,0104 mol/L
Disolución A : 5 g cromato de potasio + agua hasta 1 litro.
Disolución B : 100 ml de disolución A + agua hasta 250 ml.
a) Concentración molar = M = moles de soluto/ Litro de solución.
soluto: cromato de potasio (K₂CrO₄)
Necesitamos calcular moles de cromato de potasio en 5 gramos:
moles de K₂CrO₄ = gramos / masa molar
moles de K₂CrO₄ = 5 g / (194,2 g/mol)
moles de K₂CrO₄ = 0,026
Tenemos 0,026 moles en 1 litro de disolución, entonces la concentración molar (M) de la disolución A es igual a 0,026 mol/L.
b) % en peso = ( masa de soluto / masa de disolución ) × 100
Necesitamos la densidad de la disolución A para calcular la masa. Asumimos que la densidad de la disolución es la densidad del agua, entonces:
1 L disolución × (1 kg / L ) = 1 kg de disolución A = 1000 g disolución A
% en peso = ( 5 g / 1000 g ) × 100 = 0,5 %
c) En la disolución A tenemos 0,026 mol de K₂CrO₄ ( ver a) )
Sabemos que para la disolución B se tomaron 100 ml de la disolución A, entonces calculemos cuantos moles de cromato de potasio están contenidos en ese volumen de disolución A:
( 0,026 mol K₂CrO₄ / L sol. A ) × 100 ml sol. A × 1 L / 1000 ml = 0,0026 mol K₂CrO₄
En la disolución B se tienen 0,0026 mol K₂CrO₄
En el vaso de precipitado se colocan 25 ml de la disolución B.
La disolución B se forma diluyendo 100 ml de la disolución A hasta 250 ml. Sabemos que en los 100 ml de disolución A tenemos 0,0026 mol de K₂CrO₄, entonces la concentración molar de la disolución B será:
M = (0,0026 mol K₂CrO₄ / 250 ml) × (1000 ml / L) = 0,0104 mol/L
Entonces, en los 25 ml de disolución B que se colocó en el vaso de precipitado, se tiene:
25 ml sol. B × (0,0104 mol K₂CrO₄ / L sol. B) × (1 L / 1000 ml) = 2,6 × 10⁻⁴ mol K₂CrO₄
Se tienen 2,6 × 10⁻⁴ mol K₂CrO₄ en el vaso de precipitado.
d) Concentración molar de la disolución en el vaso de precipitado es 0,0104 mol/L (calculada en punto c). Es la concentración de la disolución B.