Estequiometría de disoluciones: molaridad, dilución y titulación
En el laboratorio casi todas las reacciones se hacen en disolución, y lo que se mide no son gramos sino mililitros de una disolución de concentración conocida. La molaridad es el factor que convierte ese volumen en moles.
Molaridad
M = moles de soluto ÷ litros de disolución
Una disolución 0.1000 M de NaOH tiene 0.1000 mol de NaOH por cada litro de disolución (no por litro de agua). Despejando: n = M × V, con V en litros. Esa sola fórmula reemplaza al paso de «dividir entre la masa molar» de los problemas con gramos.
Preparar una disolución
¿Cuánto NaCl se pesa para preparar 250.0 mL de disolución 0.1000 M?
- Moles necesarios: 0.1000 mol/L × 0.2500 L = 0.02500 mol
- Masa: 0.02500 mol × 58.44 g/mol = 1.461 g de NaCl
Se disuelve en un poco de agua dentro de un matraz aforado de 250 mL y se completa con agua hasta la marca.
Diluciones: C1V1 = C2V2
Al diluir solo se agrega disolvente, así que los moles de soluto no cambian. Para preparar 500 mL de HCl 0.50 M a partir de HCl 6.0 M: V1 = 0.50 × 500 ÷ 6.0 = 42 mL del ácido concentrado, completando con agua hasta 500 mL. Por seguridad, siempre se agrega el ácido al agua y no al revés.
Titulación ácido-base
En una titulación (o valoración) se agrega poco a poco una disolución de concentración conocida hasta que reacciona por completo con la muestra. El punto de equivalencia se detecta con un indicador o con un pHmetro. A partir del volumen gastado se calcula la concentración desconocida.
Ejemplo 1: relación 1 : 1
25.00 mL de HCl se titulan con 18.40 mL de NaOH 0.1000 M. HCl + NaOH → NaCl + H2O.
- Moles de NaOH: 0.1000 × 0.01840 = 1.840 × 10−3 mol
- Relación 1 : 1, así que hay 1.840 × 10−3 mol de HCl
- Concentración: 1.840 × 10−3 ÷ 0.02500 L = 0.07360 M
Ejemplo 2: relación 1 : 2
20.00 mL de H2SO4 necesitan 30.00 mL de NaOH 0.2000 M. H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O.
- Moles de NaOH: 0.2000 × 0.03000 = 6.000 × 10−3 mol
- Moles de H2SO4: 6.000 × 10−3 ÷ 2 = 3.000 × 10−3 mol
- Concentración: 3.000 × 10−3 ÷ 0.02000 L = 0.1500 M
La fórmula M1V1 = M2V2 solo sirve para diluciones y para titulaciones con relación 1 : 1. En el segundo ejemplo daría 0.3000 M, el doble del valor correcto, porque ignora la relación molar.
Descuidos típicos con disoluciones
- Usar mililitros en lugar de litros en n = M × V.
- Olvidar la relación molar en ácidos dipróticos como H2SO4 o bases como Ca(OH)2.
- Confundir litros de disolución con litros de disolvente.
¿Ya tienes los moles? Sigue con la reacción
Calculadora de estequiometría