C1,V1 — concentración y volumen de la solución madre (stock). C2,V2 — concentración y volumen de la solución diluida final.
Despeje de la incógnita
V2=C2C1⋅V1
Despeje algebraico de la ley de dilución para aislar la variable desconocida (V2).
Factor de Dilución (FD)
FD=C2C1=V1V2
Razón adimensional que indica cuántas veces se ha diluido la concentración original. Fundamental en la planificación de diluciones seriadas en microbiología y bioquímica.
1. Fundamento Fisicoquímico
La ecuación se fundamenta en el principio de conservación de la materia. Al añadir solvente a una solución, la cantidad de soluto (moles o masa) permanece estrictamente constante (n1=n2). Dado que la cantidad de soluto es el producto de la concentración por el volumen (n=C⋅V), se deduce directamente la igualdad.
2. La trampa de los volúmenes aditivos
Matemáticamente, el solvente a añadir es V2−V1. Sin embargo, en la práctica analítica de laboratorio, los volúmenes de mezclas reales rara vez son aditivos debido a interacciones intermoleculares (como los puentes de hidrógeno). Por ejemplo, mezclar 50 mL de etanol y 50 mL de agua produce ~96 mL de solución, no 100 mL, debido a la contracción de los volúmenes molares parciales.
Técnica correcta: Nunca se mide el solvente a agregar. Se toma el volumen V1 y se añade solvente hasta aforar (alcanzar la marca) del volumen final V2 en un matraz volumétrico.
3. Entalpía de Mezcla (ΔHmix)
La dilución de soluciones altamente concentradas (especialmente ácidos o bases fuertes) no es un proceso termo-neutral. La hidratación de iones libera gran cantidad de energía térmica. Para evitar proyecciones por ebullición localizada, la regla universal de seguridad dicte que el soluto concentrado siempre debe añadirse lentamente sobre una fracción del solvente, y nunca al revés.
4. Consideraciones algorítmicas
Esta suite realiza un análisis predictivo de las entradas. Si el algoritmo detecta que C2≥C1 o queV2≤V1, emitirá una advertencia formal. Físicamente, aumentar la concentración o reducir el volumen requiere un proceso de evaporación, precipitación o adición de soluto puro, lo cual rompe el modelo matemático de dilución simple y requiere un balance de masa más complejo.