Liceo Marta
Donoso Espejo
Disoluciones Químicas: Unidades
de concentración químicas
Profesor: Sr. Edmundo Olave S.M
Universidad de Chile
UNIDADES QUIMICAS
Otra forma de expresar las concentraciones es por
métodos químicos, estos se diferencian de los métodos
FÍSICOS porque toman en cuenta la composición del
soluto y en algunos casos la del disolvente (como en la
fracción molar). Entre los métodos químicos más
utilizados tenemos:
a) la molaridad,
b) la molalidad,
c) la normalidad, y
d) la fracción molar
En la solución de problemas por métodos químicos, es
bastante común la conversión de una masa dada de
soluto o disolvente a número de moles; basta recordar
que la conversión se hace mediante la siguiente fórmula:
Número de moles =
masa del compuesto
n=m/Mm
Masa molar del compuesto
EJEMPLO:
¿Cuàntos moles hay en 28.7 g de Na2SO4
Datos
m= 28.7 grs.
n= ?
Formula
Cálculos
Respuesta
Calculo de masa molar del Na2SO4.
∴ en 28,7 g
Na = 2 x 23 = 46
hay 0.202 moles
S = 1 x 32 = 32
O = 4 x 16 = 64
= 142 g/mol
n= m/Mm
n= 28,7 g
= 0.202 moles
142 g/mol
MOLARIDAD
Este método es muy útil para expresar
concentraciones cuando se utiliza equipo
volumétrico tales como probetas, buretas o pipetas, sólo
se necesita pesar cierta cantidad de soluto que
corresponda a la concentración deseada y se adiciona
suficiente disolvente hasta completar un volumen
determinado en un matraz volumétrico aforado.
La molaridad de una solución se define como la cantidad
de soluto disuelto en moles por litro de solución.
Molaridad (M) =
Número de moles
Litros de soluciòn
M= n
V
EJEMPLO:
Calcule la molaridad de una solución que se preparó
pesando 28.7 g de Na2SO4 y añadiendo suficiente agua
hasta aforar un volumen de 500 ml.
Datos
m=28.7g
V= 500 ml
Mm=142g/mol
n=0.202 moles
M?
Cálculos
Cálculo de los litros
Litros= 500 ml/1000 ml=0.5 l
M= 0.202 moles = 0.404
moles/l
0.5 l
Respuesta
Fórmula
M=n/V
∴ la molaridad de la solución es de
0.404 M
EJEMPLO
¿Cuántos gramos de Kl hay en 360 ml de una solución
0.550 M?.
Datos
m=?
V=360 ml
M=0.550 M
Fórmulas
Número de moles = molaridad x Litros de solución
n= M X V.
Masa = Número de moles X masa molar
m=n x Mm
Cálculos
n = 0.550 moles/L X 0.360 L
n = 0.198 moles
m = 0.198 moles X 166.0 g/mol
m= 32.9 gramos de KI
Respuesta
∴ hay 32.9 gramos en 360 ml de solución al 0.55 M
Molalidad
La principal ventaja de este método de medida
respecto a la molaridad es que como el volumen de
una disolución depende de la temperatura y de la
presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia
con ellas. Gracias a que la molalidad no está en
función del volumen, es independiente de la
temperatura y la presión, y puede medirse con
mayor precisión. Es menos empleada que la
molaridad pero igual de importante.
Molalidad
Para preparar soluciones de una determinada
molalidad en un disolvente, no se emplea un
matraz aforado como en el caso de la
molaridad, sino que se puede hacer en un vaso
de precipitados y pesando con una balanza
analítica, previo peso del vaso vacío para
poderle restar el correspondiente valor.
La molalidad (m) es el número de moles de soluto
por kilogramo de solvente.
Molalidad (m) =
Número de moles
Kilogramos de solvente
m=
n
Kg. solv
EJEMPLO:
Se agregan 5 gramos de Acido clorhídrico a 35 grs. de
agua¿cuál es la concentración de la solución o la Molalidad?
Datos
m=5 g
Vsolv= 35 g.
Mm=37
n=
Fórmula
m=n/Kg.solv.
Cálculos
Cálculo de los litros
Kilogramos= 35 g/1000 g=0.5 kg
M= 5/37 moles=3.92moles/Kg.
35/1000 kg.
Respuesta
∴ la molalidad de la solución
es de 3.92 m
Normalidad
• Normalidad (N): Es el número de
equivalentes gramo de soluto contenidos en un
litro de solución.
N= eq-g solu
v
Equivalente-gramo es la cantidad de sustancia que
reaccionaría con 1,008 gramos de hidrógeno, es
decir, con un átomo-gramo de este elemento.
EJEMPLO
Una solución contiene 0,74 g de Ca(OH) 2 por cada
500 ml . Calcula su normalidad.
Datos
Formulas
m=0,74 g
N= nº equiv ; nº equiv = m
V
PE
PE Ca(OH)2 = 37 g/equiv
N= ?
Cálculos
Nº equiv = 0,74 g = 0,02 equiv
equiv/L 37 g/equiv
N= 0,02 equiv = 0,04
0,5 L
Respuesta ∴ la 〚〛es de 0.04 Normal
Fracción Molar
FRACCION MOLAR: expresa la cantidad de moles de
cada componentes en relación a la totalidad de los
moles de la disolución.
X soluto = n soluto
n soluto + n solvente
Donde: X soluto : fracción molar de soluto
n soluto : número de moles de soluto medido en [ mol ]
n solvente : número de moles de solvente medido en [ mol ]
X solvente =
n solvente
n soluto + n solvente
Donde: X solvente : fracción molar de solvente
n soluto : número de moles de soluto medido en [ mol ]
n solvente : número de moles de solvente medido en [ mol ]
Donde:
X soluto + X solvente = 1
X soluto : fracción molar de soluto
X solvente : fracción molar de solvente
EJEMPLO
Una solución está formada por 324 g de H2O y 120 g de
CH3COOH. Calcula la fracción molar de cada uno.
Datos
Formulas
m solu= 120 g CH3COOH.
m solv= 324 g H2O
X solu= ?
X= n solu o n solv
n totales
n= m/Mm
X solv= ?
Cálculos
Mm H2O 18 g / mol
Mm CH3COOH = 60 g/mol
n solu= 120 g
= 2 moles n solv = 324 g
= 18 moles
60 g/mol
18 g/mol
X solu = 2
= 0.1 moles
2 + 18
X solv = 18
= 0.9 moles
2 + 18
Respuesta ∴ la fracciòn molar es:
•Fracción molar del soluto 0.1 mol
•Fracción molar del solvente 0.9 mol
•Fracción molar de la solución 1 mol
EJERCICIOS PROPUESTOS
1. Calcular la molaridad de cada una de las soluciones siguientes:
• 1,50 g de KBr en 1,60 L de solución
• 2,78 g de Ca(N03 )2 en 150 ml de solución
• 2,50 g de Co (NO3) 2 en 80 ml de solución
2. Calcule la cantidad en gramos de soluto que se necesita para
preparar las siguientes soluciones acuosas:
• 500 ml de solución de NaBr 0,110 M
• 250 ml de solución de CaS 0,140 M
• 720 mI de solución de Na2SO4 0,155 M
3. El amoniaco acuoso concentrado comercial tiene 29 % de NH3 en
peso y tiene una densidad de 0,90 g/ml. ¿Cuál es la molaridad de
esta solución?.
4. Una solución de ácido sulfúrico que contiene 571,6 g de H2 S04 por
litro de solución tiene una densidad de 1,329 g/ml. Calcular:
a) el porcentaje en peso y
b) la molaridad del ácido sulfúrico en solución.
5. Cuántos gramos de CuSO4. 5 H2O (M = 250) se requieren para preparar 150 mL
de disolución de CuSO4 (M= 160) 0,24 Molar?
6. ¿Qué masa de soluto se necesita para producir?:
a.- 2,50 litros de disolución 1,20 M de NaOH.
b.- 50 mL de disolución 0,01 M de AgNO3
c.- 400 mL de disolución 1 M de hidróxido de zinc (Zn(OH)2).
7. Se prepara una solución que contiene 69 g. de ión Sodio (PE=23 g/equiv)
en 3000 cc¿Cuál es la normalidad de la solución?
8.- Determinar los g. de cromo (PE= 26 g/equiv) que hay que disolver para
obtener 500 cc. De solución al 0,25 N.
9. Una solución de litio (PE= 7 g/equiv) se encuentra al 15%p-v. ¿Cuál es la
Normalidad?
10. 25 g de eter etilico (C2H5OC2H5) se han mezclado con 1 g de ácido
esteárico C17 H35COOH. ¿Cuál es la fracción molar de cada
componente y de la solución?
11. 50 moles de agua han disuelto 2 moles de soluto. ¿Cuál es la fracción
molar de cada componente y de la solución?
12. Una solución de agua (H2O) disuelta en alcohol (C2H5OH) esta al 20%pp. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución?
Desarrollo
1)
Moles= m/Mm
A) Datos:
m=1,50 g.
moles= 1,5/119
V=1,60 L
Mm=119
Cálculos:
M=0,0126 = 0,0079 moles/L.
moles= 0,0126
1,60
Respuesta:
La molaridad de la solución es de 0.0079 moles/L.
B) Datos:
a=2,78 g.
M=n
v
n=gr.
Mm
V=150 ml = 0,15 L.
Mm= 164
Cálculos:
M=n
v
M= 0,017
0,15
M= 0,113
Respuestas:
La molaridad de la solución es 0,113
n= 2,78
164
n= 0,017
C) Datos:
Cálculos:
a=2,5g
M=moles
V=80 ml = 0,08 L
n=m/Mm
v
Mm= 183
M=0,014/0,08
n=2,5/183
Co = 59
M= 0,17 moles/l.
n= 0,014
N=14
O3=48
Respuesta:
La molaridad de la solución es 0,17 moles/L.
2)
Cálculos:
A) Datos:
M=n
a=m ?
v
Moles = a/Mm
a= n x Mm
V=500ml =0,5 L
n=M x V
a=0,055x103
M=0,110
n=0,110x0,5
a= 5,665 g
Mm=103
n=0,055 moles
Respuesta:
Se necesita 5,665 g para preparar la solución de NaBr
B) Datos:
Cálculos:
Moles= a/Mm
a= m= ?
M=n
a=Mm x n
V=250ml = 0,25 L
v
M=0,140
n=M x v
Mm=72
n= 0,140x0,25
a= 0,035x72
a=2,52 g
n= 0,035 moles
Respuesta:
Se necesita 2,52 gramos para preparar la solución de
CaS
C) Datos:
a=m=?
V=720 ml = 0,72 L
M=0,155
Mm=142
Cálculos:
Moles: a/Mm
M=n
v
a= n x Mm
n=M x v
a= 0,1116 x 142
n= 0,72 x 0,155
a= 15,8472 g
n= 0,1116 moles
Respuesta:
Se necesita 15,8472 gramos para preparar la solución Na2SO4
3)
Cálculos:
Datos:
% p/p= gr. de soluto
% p/p = 29 %
d= 0,9 g/ml
M=?
x100
gr. de solución
29 =
d=masa
vol..
x
(0,90 x 1000)
Mm=17
x= 29 x 900 = 261 gramos soluto
100
Moles= 261
17
Moles = 15,35
M= 15,35 = 15,35 moles/L
1
Respuesta:
La molaridad de la solución de amoníaco es
15,35 moles/L
4)
Cálculos:
Datos:
%p/p= gr. soluto x100
a=m= 571,6 g
v= 1 L.
D=1,329 gr/ml
% p/p=?
Moles= a
dxv
= 571,6
Mm
moles= 571,6 g
x100
(1,329 x 1000)
98 g/mol
moles= 5,83
= 43 %
M=?
Mm=98
Respuesta:
El % en p/p es 43 % y la molaridad del
ácido sulfúrico en solución es5,83
moles/L.
M=n
v
M= 5,83 Moles
1L
M=5,83 moles/L
5)
Cálculos:
Datos:
M=n
Mm
v
gr.= n x Mm
a=?
Moles= gr.
V=150 ml = 0,15 L.
n=m x v
Mm CuSO4x5H2O = 250
n= 0,24 x 0,15 gr.= 5,76
n=0,036
Mm CuSo4 =160
160
5,76
250
x
x= 5,76 x 250
160
X= 1440
160
x= 9 gr.
gr.= 0,036 x 160
Respuesta:
Se necesitan 9 gramos de
CuSO4 x 5H2O para
preparar la solución.
6)
Cálculos:
A) Datos:
M=n
Mm
v
gr= n x Mm
v=2,5
Moles=gr.
M=1,20
n= m x v
gr= 3 x 40
Mm=40
n= 1,20 x 2,5
gr = 120 gramos.
a=?
n= 3 moles
Respuesta:
Se necesitan 120 gramos de NaOH para preparar 2,5 L.
De disolución 1,20 M.
B) Datos:
Cálculos:
v=50 ml = 0,05 L.
M=n
Moles= gr.
Mm
M= 0,01
v
Mm= 170
n= m x v
gr.= 0,0005 x 170
a=?
n= 0,01 x 0,05
gr.= 0,085 gramos.
gr. = n x Mm
n= 0,0005
Respuesta:
Se necesitan 0,085 gramos de AgNO3 para preparar 0,05
litros de disolución 0,01 M.
C) Datos:
v= 400 ml = 0,4 L.
M=1
Cálculos:
Moles= gr
M= n
Mm
v
gr= n x Mm
Mm= 99,39
n= m x v
gr= 0,4 x 99,39
a=?
n= 1 x 0,4
gr = 39,76 gr..
n= 0,4 moles
Respuesta:
Se necesita 36,76 gramos de Zn(OH)2 para preparar 0,4 l.
De disolución 1 M.
7)
Cálculos:
Datos:
N= n° equiv.
a= 69 g.
PE=23 gr/equiv.
V=3000 cc = 3 L.
N=?
v
N° equiv.= a
PE
n° equiv.= 69
N= 3
3
23
n° equiv. = 3
N= 1
Respuesta:
La Normalidad (N) de la solución es 1 normal.
8)
Datos:
a=?
PE= 26 gr/equiv.
V= 500 ml = 0,5 L.
N=0,25
Cálculos:
N° equiv.=a
N=n° equiv.
V
n° equiv= N x V
PE
a= n° equiv x PE
a=0,125 x 26
n° equiv= 0,25 x 0,5 a=3,25 gr.
n° equiv=0,125
Respuesta:
Se necesita pesar 3,25 gramos de cromo para preparar una
solución 0,25 N.
9)
Cálculos:
Datos:
N=n° equiv.
PE= 7 gr./equiv.
% p-v= 15 %
PE
V
N=2,14
n° equiv.=15
7
1
N=?
N° equiv.= a
N=2,14
n° equiv.=2,14
%p-v= gr.soluto
ml soluto
gr.soluto=15 x 100
100
gr.soluto= 15
Respuesta:
La Normalidad (N) de una solución de
litio al 15 % de p-v es de 2,14
10)
Cálculos:
Datos:
n= a
a solu= 1 gr ( Mm=284)
a solv= 25 gr (Mm=74)
n= 0,0035211
0,3413589
n= 0,0103149
74
Mm
n= 0,3378378
n= 1
x solu=?
x solv=?
n= 25
284
n= 0,00035211
n= 0,3378378 Respuesta:
0,3413589 - Fracción molar de soluto 0,1 mol
n= 0,989685
- Fracción molar del solvente 0,9 mol
- Fracción molar de la solución 1 mol
11)
Cálculos:
Datos:
a soluto= 50
moles de soluto= 50
moles de solvente= 2
a soluto=?
a solvente=?
(50+2)
a soluto=50
52
a soluto= 0,9615384
Respuesta:
Fracción molar de soluto 0,9615384
Fracción molar de solvente 0,0384615
Fracción molar de la solución es 1
a solv= 2
(50+2)
a sol= 2
52
a solv= 0,0384615
Cálculos:
12)
%p/p=gr.soluto
Datos:
Mm H2O= 18
gr.solución
gr soluto= p/p x gr solución
Mm C2H5oH = 46
% p-p= 20%
x100
100
gr soluto=20 x 100
100
gr soluto= 20 gr.
x soluto= n° soluto
n°solu+n°solv
= 20
20+80
X soluto= 20
= 0,2
100
x solv.=80 = 0,8
100
Respuesta:
La fracción molar de
soluto 0,2
La fracción molar de
solv. 0,8
La fracción molar de
la solución es 1
Descargar

UNIDADES QUIMICAS - Liceo Marta Donoso Espejo