¿Cuántos gramos de cloruro de sodio (NaCl) se deben disolver en 500 g de agua para preparar una solución 2,5 M?

Preparando una solución 2.5 M de Cloruro de Sodio: Una guía paso a paso con consideraciones prácticas

La preparación de soluciones con una concentración molar específica, como una solución 2.5 M de cloruro de sodio (NaCl) en 500 g de agua, requiere un cálculo preciso y una técnica adecuada. A menudo, se simplifica el proceso asumiendo que el volumen de la solución es igual al volumen del solvente, lo cual introduce un pequeño error. Este artículo profundiza en el cálculo y proporciona una guía más precisa, considerando la densidad del agua y las implicaciones de la adición de soluto.

Cálculo de la masa de NaCl requerida:

La molaridad (M) se define como moles de soluto por litro de solución. Para una solución 2.5 M, necesitamos 2.5 moles de NaCl por cada litro de solución. Sin embargo, nuestra instrucción indica usar 500 g de agua, no 1 litro de solución. Para abordar esto correctamente, debemos considerar lo siguiente:

1. Masa molar de NaCl: La masa molar del NaCl es aproximadamente 58.44 g/mol. Esta información es crucial para convertir entre moles y gramos.

2. Moles de NaCl necesarios: Para 500 g de agua (aproximadamente 500 mL, asumiendo una densidad de 1 g/mL), necesitamos calcular el número de moles de NaCl necesarios para alcanzar una concentración de 2.5 M. Para hacer esto, necesitamos estimar el volumen final de la solución. La adición de NaCl al agua aumentará ligeramente el volumen. Para una aproximación, asumiremos inicialmente que el volumen final es cercano a los 500 mL (0.5 L). Por lo tanto, necesitamos:

   2.5 moles/L * 0.5 L = 1.25 moles de NaCl

3. Masa de NaCl: Ahora convertimos los moles a gramos:

   1.25 moles * 58.44 g/mol ≈ 73.05 g de NaCl

Por lo tanto, necesitamos aproximadamente 73.05 g de NaCl.

Consideraciones adicionales para mayor precisión:

El cálculo anterior es una aproximación. Para una mayor precisión, se debería considerar:

• Volumen final de la solución: La adición de 73.05 g de NaCl a 500 g de agua aumentará el volumen total. Para obtener una concentración de 2.5 M exacta, se debería medir el volumen final de la solución y ajustar la cantidad de NaCl según sea necesario. Esto requeriría un proceso iterativo de disolución, medición de volumen y recalculo.

• Densidad de la solución: La densidad de la solución de NaCl resultante será ligeramente mayor que la del agua. Para cálculos más precisos, se debería considerar la densidad de la solución a la concentración deseada.

• Solubilidad del NaCl: Aunque el NaCl es muy soluble en agua, existe un límite de solubilidad. Asegurarse de que la cantidad de NaCl a añadir no supere la solubilidad máxima a la temperatura de trabajo.

Procedimiento de preparación:

1. Pesar con precisión 73.05 g de NaCl utilizando una balanza analítica.
2. Disolver el NaCl en aproximadamente 400 mL de agua destilada en un matraz volumétrico de 500 mL. Es recomendable agitar suavemente para facilitar la disolución.
3. Una vez disuelto completamente, agregar agua destilada hasta la marca de 500 mL.
4. Tapar el matraz y mezclar suavemente invirtiendo varias veces.

Conclusión:

Si bien el cálculo aproximado proporciona una buena estimación, la preparación precisa de una solución 2.5 M de NaCl requiere considerar la variación del volumen tras la adición del soluto. La medición del volumen final y, si es necesario, un ajuste de la cantidad de soluto, garantiza una mayor precisión. El método descrito aquí, con sus consideraciones adicionales, ofrece un enfoque más completo y preciso para la preparación de soluciones molares.