Arrow Lab

Química General · Atoms, moles and stoichiometry

Estequiometría en disolución y titulaciones

Una lección resuelta gratis y 40 problemas de práctica en los que dibujas tú mismo cada flecha curva.

¿Atascado con estequiometría en disolución y titulaciones? Escanea el problema.

Toma una foto de la reacción de tu tarea o de tu libro y dibuja su mecanismo con cada flecha revisada. 1 escaneo gratis ya, sin registrarte; 1 más con una cuenta gratuita.

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Lo que aprenderás

  • Calculate molarity, moles and solute mass for a solution, and plan how to prepare it accurately, including from hydrates and concentrated stock acids.
  • Use C₁V₁ = C₂V₂ for single and serial dilutions, and find concentrations after mixing solutions that do or do not react.
  • Calculate the concentration of each ion in a salt solution and the amounts left after a precipitation.
  • Use the balanced equation to turn titration volumes into concentrations, masses and purities for acid–base and precipitation titrations.
  • Analyse a back-titration and diagnose common errors in preparing solutions and titrating.

Lección gratis

El texto de la lección resuelta. En Arrow Lab, cada paso incluye sus estructuras y sus flechas dibujadas.

Leer la lección gratis (7 partes)

Molaridad

La molaridad es el número de moles de soluto por litro de disolución: c = n/V, en mol/L (M). El volumen es el de la disolución final, no el del agua añadida. Ejemplo: 4.00 g de NaOH (40.00 g/mol) son 0.100 mol; llevados a 250.0 mL de disolución son 0.100 mol ÷ 0.2500 L = 0.400 M. Reordenando, n = c × V da los moles a partir de un volumen, y masa = n × M da la masa que hay que pesar. Los milimoles son cómodos: mL × mol/L = mmol, así que 25.0 mL de NaOH 0.400 M contienen 10.0 mmol.

Preparación de una disolución

Pesa el soluto, disuélvelo en un matraz aforado con menos agua que el volumen final, enrasa hasta la marca y mezcla. Para un hidrato, usa la masa molar del hidrato, porque el agua de cristalización forma parte de lo que pesas: 100.0 mL de CuSO₄ 0.0500 M necesitan 0.00500 mol de CuSO₄·5H₂O (249.69 g/mol), que son 1.248 g. Para usar un ácido concentrado de reserva dado como porcentaje en masa y densidad, halla la masa de ácido necesaria, divídela entre la fracción en masa para obtener la masa de disolución y luego divídela entre la densidad para obtener su volumen. Cuando la masa necesaria es demasiado pequeña para pesarla con precisión en la balanza disponible, pesa una masa mayor para preparar una disolución madre concentrada y diluye parte de ella.

Dilución y mezclas

Añadir agua cambia el volumen pero no los moles de soluto, así que C₁V₁ = C₂V₂, donde V₂ es el volumen total final. Ejemplo: 20.0 mL de una disolución 0.500 M diluidos a 100.0 mL dan 0.500 × 20.0/100.0 = 0.100 M; el agua añadida son 80.0 mL, no 100.0 mL. En una dilución seriada, los factores de dilución se multiplican. Cuando se mezclan dos disoluciones, suma los moles de cada especie y divide entre el volumen total (los volúmenes de disoluciones acuosas diluidas se consideran aditivos). Si los solutos mezclados reaccionan, haz primero la estequiometría de la reacción en moles y después divide lo que queda entre el volumen total: 10.0 mmol de HCl más 4.0 mmol de NaOH en 50.0 mL dejan 6.0 mmol de H₃O⁺, 0.12 M.

Concentraciones de iones y precipitación

Un electrolito fuerte se disocia por completo, y la concentración de cada ion es la concentración de la sal multiplicada por el número de ese ion en la fórmula: K₂SO₄ 0.200 M es K⁺ 0.400 M y SO₄²⁻ 0.200 M, 0.600 M de iones en total. Las concentraciones de iones distintos no se suman entre sí, a menos que quieras la concentración total de iones. Cuando se mezclan dos disoluciones salinas y se forma un precipitado (Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl, Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄), el ion que está en la cantidad estequiométrica menor se consume, queda el exceso del otro y los iones espectadores solo se diluyen en el volumen total.

Valoraciones

Una valoración añade desde una bureta una disolución de concentración conocida (el valorante) hasta el punto de equivalencia, donde el valorante añadido coincide exactamente con el analito según la ecuación balanceada; el cambio de color de un indicador (el punto final) lo señala. Moles de valorante = c × V, luego la relación molar y después la incógnita. El HCl y el NaOH reaccionan 1 : 1, pero el H₂SO₄ necesita 2 NaOH y el Ba(OH)₂ neutraliza 2 HCl. Una disolución de NaOH se estandariza con un patrón primario, un sólido puro, estable y no higroscópico como el hidrogenoftalato de potasio (KHP, dibujado, 204.22 g/mol, un H ácido): 0.4084 g de KHP son 2.000 mmol, así que si necesitan 20.00 mL de NaOH, el NaOH es 2.000 mmol ÷ 20.00 mL = 0.1000 M. En la valoración por precipitación de Mohr, el cloruro se valora con AgNO₃ (Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl, 1 : 1) hasta que aparece Ag₂CrO₄ rojo. Repite las valoraciones y promedia solo los volúmenes concordantes.

Valoración por retroceso

Cuando el analito es un sólido insoluble o una base volátil, o reacciona demasiado despacio para dar un punto final nítido, añade un exceso medido de un reactivo patrón, deja que la reacción termine y valora después el reactivo que sobra. Reactivo consumido = reactivo añadido − reactivo restante. Ejemplo: una muestra de Mg(OH)₂ se disuelve en 25.00 mL de HCl 0.2000 M (5.000 mmol); el exceso necesita 15.00 mL de NaOH 0.1000 M (1.500 mmol). El Mg(OH)₂ consumió 5.000 − 1.500 = 3.500 mmol de HCl, y Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O da 1.750 mmol de Mg(OH)₂, es decir, 1.750 × 58.32 = 102.1 mg.

Lo que conviene recordar

Trabaja en moles (o milimoles): n = c × V para disoluciones y n = m/M para sólidos. La molaridad usa el volumen final de la disolución; la dilución conserva los moles (C₁V₁ = C₂V₂); al mezclar, suma los moles sobre el volumen total, una vez que haya transcurrido cualquier reacción. Multiplica por el subíndice para las concentraciones de los iones y, en toda valoración o valoración por retroceso, deja que la ecuación balanceada aporte la relación molar.

Problemas de práctica (40)

Practicar es gratis con una cuenta.

Predice el producto 1

  • ¿Qué queda después de precipitar el sulfato de bario?Predice la concentración de cada ion después de mezclar disoluciones que forman un precipitado, incluidos el ion en exceso y los iones espectadores.

Clasificar 1

  • Elección de un patrón primarioClasifica sustancias como patrones primarios adecuados o no adecuados para valorar una base.

Comparar 4

Dilución y mezclas

  • Ordena las disoluciones diluidasOrdena varias disoluciones diluidas por concentración final usando C₁V₁ = C₂V₂.

Molarity and making solutions

  • Rank solutions by molarityRank solutions by molarity after converting masses and millimoles to moles per litre.

Iones en disolución y precipitación

  • Ordenar según la concentración total de ionesOrdena soluciones de igual molaridad según la concentración total de iones disueltos.
  • ¿Cuál solución es 0.300 M en cloruro?Compara las concentraciones de cloruro de sales con distintas fórmulas para encontrar la que coincide con un valor objetivo.

Calcular 22

Dilución y mezclas

  • Exceso de ácido después de mezclarHalla la concentración del reactivo en exceso después de mezclar un ácido fuerte con una base fuerte.
  • Concentración después de diluirCalcula la concentración de una disolución después de diluirla hasta un volumen final determinado.
  • Volumen de ácido madre para una diluciónUsa C₁V₁ = C₂V₂ para hallar el volumen de una disolución madre necesario para una dilución.
  • Mezclar dos disoluciones de NaClHalla la concentración después de mezclar dos disoluciones del mismo soluto con volúmenes distintos.
  • Dilución seriada en dos pasosCalcula la concentración final después de una dilución seriada en dos pasos multiplicando los factores de dilución.

Iones en disolución y precipitación

  • Sulfato en una disolución de sulfato de aluminioCalcula la concentración del anión poliatómico en una disolución de una sal con varios aniones por unidad fórmula.
  • Cloruro en una muestra de cloruro de calcioCalcula la cantidad de un ion en un volumen medido de una disolución salina.
  • Cloruro proveniente de dos salesHalla la concentración de un ion aportado por dos sales distintas después de mezclar sus disoluciones.
  • Masa de cloruro de plata precipitadoDetermina el ion limitante y la masa de precipitado cuando se mezclan dos disoluciones salinas.

Valoraciones y valoraciones por retroceso

  • Nitrógeno por retrotitulación de amoníacoCalcula la masa de nitrógeno en una muestra a partir de una retrotitulación del amoníaco absorbido.
  • Carbonato de calcio en una tableta antiácidaCalcula el porcentaje en masa de una base insoluble a partir de datos de retrotitulación.
  • Volumen de hidróxido de bario hasta el punto de equivalenciaPredice el volumen de valorante en la equivalencia cuando la base aporta dos iones hidróxido por unidad fórmula.
  • Pureza del carbonato de sodioDetermina el porcentaje en masa de una sal dibásica en una muestra impura a partir de su titulación con un ácido fuerte.
  • Concentración de HCl por valoraciónCalcula la concentración de un ácido fuerte a partir de una valoración 1 : 1 con base estándar.
  • Estandarizar NaOH con KHPCalcula la concentración exacta de una disolución de NaOH a partir de una valoración con un patrón primario pesado.
  • Pureza de una sal por valoración de MohrCalcula el porcentaje en masa de una sal de cloruro en una muestra a partir de una valoración por precipitación con nitrato de plata.
  • Valoración de ácido sulfúricoUsa una relación molar 1 : 2 para hallar la concentración de un ácido diprótico a partir de los datos de valoración.

Molaridad y preparación de disoluciones

  • Dilución de ácido clorhídrico concentradoUsa el porcentaje en masa y la densidad de un ácido concentrado de partida para hallar el volumen necesario para una disolución diluida.
  • Masa de NaOH para una disoluciónCalcula la masa de soluto necesaria para preparar un volumen dado de una disolución de molaridad conocida.
  • Completar una solución madreCalcula el soluto adicional que se necesita cuando a una solución existente se le agrega sólido y se diluye hasta una nueva concentración.
  • Ion sodio a partir de carbonato de sodio hidratadoCalcula la concentración de un ion en una solución preparada a partir de una sal hidratada.

Molarity and making solutions

  • Molarity of a sodium chloride solutionCalculate molarity from the mass of solute and the final volume of solution.

Encuentra el error 3

Valoraciones y valoraciones por retroceso

  • Una bureta húmedaDiagnostica cómo el enjuagar una bureta con agua en lugar de con el valorante sesga el resultado de una titulación.

Molaridad y preparación de disoluciones

  • ¿De verdad es 0.250 M?Identifica por qué la molaridad debe basarse en el volumen final de la disolución y no en el volumen de agua utilizado.

Dilución y mezclas

  • Iones espectadores después de la neutralizaciónDetecta los errores en las concentraciones de los iones espectadores después de neutralizar exactamente un ácido diprótico.

Interpreta la evidencia 1

  • ¿Qué volúmenes valorantes promediar?Selecciona los volúmenes valorantes concordantes de un conjunto de resultados de valoración y usa su media para calcular una concentración.

Trabaja hacia atrás 3

Valoraciones y valoraciones por retroceso

  • Masa molar de un ácido diprótico desconocidoA partir de los datos de valoración, deduce la masa molar de un ácido desconocido con dos protones ácidos.

Iones en disolución y precipitación

  • Masa de sal para una concentración de sodio objetivoCalcula hacia atrás, desde una concentración de ion objetivo, la masa de sal que hay que disolver.

Dilución y mezclas

  • ¿Cuánta agua hay que agregar?A partir de una concentración objetivo, calcula el volumen de agua que se debe agregar a una solución.

Planea una síntesis 3

Dilución y mezclas

  • Dilución precisa de diez vecesElige el material de vidrio y el procedimiento para una dilución precisa.

Molaridad y preparación de disoluciones

  • Preparar una disolución de sulfato de cobre(II) a partir del hidratoElige la masa y el procedimiento correctos para preparar una disolución de molaridad conocida a partir de una sal hidratada.
  • Pesar demasiado poco sólidoPlanifica la preparación de una disolución muy diluida preparando una disolución madre pesable y diluyéndola.

Explica por qué 2

Dilución y mezclas

  • Por qué funciona C₁V₁ = C₂V₂Explica la ecuación de dilución como conservación de los moles de soluto.

Valoraciones y valoraciones por retroceso

  • ¿Por qué no valorar la tiza directamente?Explica por qué un analito insoluble y de reacción lenta, como el carbonato de calcio, se determina por valoración por retroceso.

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