Question

Una solucion de KNO3 tiene una concentracion de 9,0g/L
Determina la masa del soluto presente en 300 ml de solucion
¿Cual es su molaridad?

Answer 1

Respuesta:

Quiero hacerte comprender la química. Es algo muy sencillo. Partimos por el hecho de que en esos 300 mililitros hay agua y nitrato de potasio (KNO3), osea que hay un porcentaje de agua y otro porcentaje de nitrato de potasio. Ahora bien, la densidad (a lo que tú erróneamente llamas concentración) es la cantidad de masa (gramos o kilogramos) en cierta cantidad de volumen y aclaro que el volumen NO es lo mismo que masa. El volumen es el espacio que ocupa un objeto y no es necesario que el volumen y la masa sean iguales, por ejemplo los agujeros negros tienen muchísima masa, pero un volumen pequeño. Si el sol se hiciera un agujero negro con su masa sería muy pequeño, de hecho más pequeño que el núcleo de la tierra, ya que en los agujeros negros su masa cabe en un poco de volumen (ojala que vayas entendiendo). Entonces para resumir, la densidad es la cantidad de masa que cabe en un volumen. En este caso nos dicen que por cada 1 litro caben 9 gramos (9,0g/L) y ya tenemos el primer dato, ahora sabiendo que la fórmula de la densidad es esta:

$d = \frac{masa}{volumen}$

Y que también anteriormente nos dieron el volumen de la disolución (disolución es una mezcla de agua y otro componente químico, en este caso el KNO3) que es 300 mililitros. Entonces lo ponemos en al fórmula de la densidad pero antes tenemos que tener en cuenta que la densidad nos la presentan como gramos entre litros y tenemos el dato de los 300 mililitros en, obvio, mililitros. Entonces tenemos que primero pasar los mililitros a litros recordando que 1 litro son 1000 mililitros:

$1 \: litro = 1000 \: mililitros \\ x \: litros = 300 \: mililitros$

Haciendo una regla de 3 ( o factor de conversión) obtenemos que 300 mililitros son 0.3 litros. Ahora si lo ponemos en la fórmula de la densidad:

$d = \frac{masa}{volumen} \\ 9 \frac{g}{L} = \frac{x}{0.3L}$

Si despejamos:

$x = 9\frac{g}{L} \times 0.3L \\ \\ x = 2.7 \: g$

Obtenemos que dentro de esos 300 mililitros hay 2.7 gramos de KNO3 y todo lo demás será agua u otros cosas que no nos interesa.

Ahora que tenemos la masa debemos recordar la fórmula de la molaridad:

$M = \frac{moles \: soluto}{volumen}$

Debemos obtener los moles y dividirlos por el volumen que hay de disolución el cual ya lo conocemos y son los 300 mililitros.

Para saber cuántos moles son 2.7 gramos de KNO3 tenemos que entender que 1 mol es como una bolsa que está llena de moléculas, cada una de estas moléculas tienen masa pero es muy pequeña, pero sumadas dan lugar a la masa atómica o masa molar. Si vamos a la tabla periódica (la cual voy a dejar foto) tenemos que buscar todos los ÁTOMOS que componen el nitrato de potasio, y remarcó átomos por que es por separado, osea el potasio por ejemplo no tiene la misma masa que el nitrógeno ni el oxígeno.

la masa atómica del potasio es 40 gramos por 1 mol, la del nitrógeno es 14 gramos por 1 mol y la del oxígeno es 16 gramos por 1 mol. Todos estás masas piensa que es la masa de la bolsa llena de átomos, para explicarlo mejor, 1 bolsa de potasio son 40 gramos, pero NO significa que el átomo de potasio tenga una masa de 40 gramos, eso es un error.

Bueno ya sabiendo la masa atómica de todo ahora debemos sumarlas concordando con su fórmula química:

$KNO_{3}$

según la cantidad de moles de átomos que tenga la molécula:

1 mol de potasio por lo que será 40 gramos, más otro mol de nitrógeno por lo que serán 14 gramos más, y ahora van 3 moles de oxígeno por lo que si cada mol vale 16 gramos, habrán 16 multiplicado por 3:

$40g \times 1mol + 14g \times 1mol + 16g \times 3moles$

Nos da que 1 mol de nitrato de potasio son 102 gramos. Eso es lo que hay en 1 mol de nitrato de potasio, pero anteriormente calculamos que en esos 300 mililitros de disolución habían 2.7 gramos de nitrato de potasio solo, entonces la cantidad sería mucho menor a la de un mol. Para calcular los moles usamos una regla de 3 o simplemente un factores de conversión:

$1mol = 102 \: gramos \\ x \: moles = 2.7gramos \\ \\ \frac{2.7}{102} = 0.02647 \: moles$

Nos da la pequeña cantidad de 0.02647 moles en 2.7 gramos. Ahora si usando la fórmula de la molaridad ( la cual es parecida a la de la densidad solo que funciona con moles en vez de gramos):

$M = \frac{0.0264moles}{0.3l} = 0.08M$

Nos da de resultado que la molaridad de la disolución son 0.08 M (molar). La molaridad indica la concentración de moles por el volumen de la disolución (en esta fórmula SIEMPRE se usa el volumen en litros, nunca en milímetros o en otras medidas).

Espero que hayas entendido todo, si no fue así por favor avísame. También perdón por haberlo hecho tan largo. Buena suerte.