Liceo Marta Donoso EspejoDisoluciones 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 Masa molar del compuesto n=m/Mm EJEMPLO: ¿Cuàntos moles hay en 28.7 g de Na2SO4 Datos m= 28.7 grs. n= ? Formula n= m/Mm n= 28,7 g = 0.202 moles 142 g/mol 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 MOLARIDAD Este método es muy útil para expresar concentraciones cuando se utiliza equipo volumétrico tales como probetas. buretas o pipetas. Molaridad (M) = Número de moles Litros de soluciòn M= n V . 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. 404 moles/l 0.EJEMPLO: Calcule la molaridad de una solución que se preparó pesando 28.5 l Respuesta Fórmula M=n/V ∴ la molaridad de la solución es de 0.7 g de Na2SO4 y añadiendo suficiente agua hasta aforar un volumen de 500 ml.202 moles = 0.5 l M= 0.404 M . 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. 9 gramos de KI Respuesta ∴ hay 32.360 L n = 0.550 moles/L X 0.550 M?.198 moles m = 0. Datos m=? V=360 ml M=0.0 g/mol m= 32.EJEMPLO ¿Cuántos gramos de Kl hay en 360 ml de una solución 0.9 gramos en 360 ml de solución al 0.198 moles X 166.550 M Fórmulas Número de moles = molaridad x Litros de solución n= M X V.55 M . Masa = Número de moles X masa molar m=n x Mm Cálculos n = 0. Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen. el volumen cambia con ellas. es independiente de la temperatura y la presión. y puede medirse con mayor precisión. cuando éstas cambian. .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. sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica. La molalidad (m) es el número de moles de soluto por kilogramo de solvente. solv . Molalidad (m) = Número de moles Kilogramos de solvente m= n Kg.Molalidad Para preparar soluciones de una determinada molalidad en un disolvente. previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor. no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad. . Respuesta ∴ la molalidad de la solución es de 3. de agua¿cuál es la concentración de la solución o la Molalidad? Datos m=5 g Vsolv= 35 g.EJEMPLO: Se agregan 5 gramos de Acido clorhídrico a 35 grs. 35/1000 kg.92moles/Kg.solv.5 kg M= 5/37 moles=3.92 m Fórmula m=n/Kg. Mm=37 n= Cálculos Cálculo de los litros Kilogramos= 35 g/1000 g=0. Normalidad • Normalidad (N): Es el número de equivalentes gramo de soluto contenidos en un litro de solución. es decir. N= eq-g solu v Equivalente-gramo es la cantidad de sustancia que reaccionaría con 1. . con un átomo-gramo de este elemento.008 gramos de hidrógeno. 74 g de Ca(OH) 2 por cada 500 ml .74 g PE Ca(OH)2 = 37 g/equiv Formulas N= nº equiv .04 Normal . nº equiv = m V PE N= ? Cálculos Nº equiv = 0. Datos m=0.02 equiv = 0.EJEMPLO Una solución contiene 0.04 0.74 g = 0.02 equiv equiv/L 37 g/equiv N= 0.5 L Respuesta ∴ la 〚〛es de 0. Calcula su normalidad. 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 ] 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 ] X soluto + X solvente = 1 X soluto : fracción molar de soluto X solvente : fracción molar de solvente X solvente = Donde: .Fracción Molar FRACCION MOLAR: expresa la cantidad de moles de cada componentes en relación a la totalidad de los moles de la disolución. Datos m solu= 120 g CH3COOH. Calcula la fracción molar de cada uno. m solv= 324 g H2O X solu= ? X= n solu o n solv n totales n= m/Mm Formulas 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 .EJEMPLO Una solución está formada por 324 g de H2O y 120 g de CH3COOH. X solu = 2 2 + 18 = 0.1 moles X solv = 18 = 0.9 mol •Fracción molar de la solución 1 mol .9 moles 2 + 18 Respuesta ∴ la fracciòn molar es: •Fracción molar del soluto 0.1 mol •Fracción molar del solvente 0. 78 g de Ca(N03 )2 en 150 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 0.90 g/ml.50 g de KBr en 1.EJERCICIOS PROPUESTOS 1.329 g/ml. ¿Cuál es la molaridad de esta solución?.60 L de solución • 2. El amoniaco acuoso concentrado comercial tiene 29 % de NH3 en peso y tiene una densidad de 0. Calcular: a) el porcentaje en peso y b) la molaridad del ácido sulfúrico en solución. Calcular la molaridad de cada una de las soluciones siguientes: • 1.110 M • 250 ml de solución de CaS 0. 4.140 M • 720 mI de solución de Na2SO4 0.50 g de Co (NO3) 2 en 80 ml de solución 2.155 M 3.6 g de H2 S04 por litro de solución tiene una densidad de 1. Una solución de ácido sulfúrico que contiene 571. 5.400 mL de disolución 1 M de hidróxido de zinc (Zn(OH)2). 9.. b. de ión Sodio (PE=23 g/equiv) en 3000 cc¿Cuál es la normalidad de la solución? 8. Cuántos gramos de CuSO4. 50 moles de agua han disuelto 2 moles de soluto.25 N. Una solución de agua (H2O) disuelta en alcohol (C2H5OH) esta al 20%pp.01 M de AgNO3 c.2. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución? . De solución al 0. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución? 11. 25 g de eter etilico (C2H5OC2H5) se han mezclado con 1 g de ácido esteárico C17 H35COOH. ¿Cuál es la Normalidad? 10. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución? 12.20 M de NaOH.Determinar los g..24 Molar? 6. de cromo (PE= 26 g/equiv) que hay que disolver para obtener 500 cc. Una solución de litio (PE= 7 g/equiv) se encuentra al 15%p-v. Se prepara una solución que contiene 69 g.. 5 H2O (M = 250) se requieren para preparar 150 mL de disolución de CuSO4 (M= 160) 0.50 mL de disolución 0.. 7.50 litros de disolución 1. ¿Qué masa de soluto se necesita para producir?: a. .0126 = 0.50 g. 1.0079 moles/L.0126 La molaridad de la solución es de 0. Moles= m/Mm V=1.60 Respuesta: moles= 1.60 L Mm=119 Cálculos: M=0.Desarrollo 1) A) Datos: m=1.0079 moles/L.5/119 moles= 0. 15 L.017 M= 0.78 g.113 .B) Datos: a=2.113 Respuestas: La molaridad de la solución es 0.15 M= 0.017 0. M=n v n=gr. V=150 ml = 0.78 164 n= 0. Mm Mm= 164 Cálculos: M=n v n= 2. 17 moles/L.C) Datos: a=2. .5g V=80 ml = 0.08 L Mm= 183 Cálculos: M=moles v n=m/Mm M=0.08 n=2.014/0.014 N=14 O3=48 Respuesta: La molaridad de la solución es 0.17 moles/l. n= 0.5/183 Co = 59 M= 0. 055 moles Moles = a/Mm a= n x Mm a=0.110x0.055x103 V=500ml =0.5 L M=0.5 n=0.665 g para preparar la solución de NaBr .665 g Respuesta: Se necesita 5.110 Mm=103 a= 5.2) A) Datos: a=m ? Cálculos: M=n v n=M x V n=0. B) Datos: a= m= ? V=250ml = 0.140 Mm=72 n=M x v n= 0.035 moles a=2.52 g Respuesta: Se necesita 2.52 gramos para preparar la solución de CaS .035x72 M=0.25 n= 0.25 L Cálculos: M=n v Moles= a/Mm a=Mm x n a= 0.140x0. 8472 gramos para preparar la solución Na2SO4 .1116 moles Respuesta: Se necesita 15.8472 g n= 0.1116 x 142 a= 15.155 Moles: a/Mm a= n x Mm M=0.72 L Cálculos: M=n v n=M x v n= 0.C) Datos: a=m=? V=720 ml = 0.155 Mm=142 a= 0.72 x 0. 9 g/ml M=? Mm=17 Cálculos: % p/p= gr.90 x 1000) x= 29 x 900 = 261 gramos soluto 100 Moles= 261 17 Moles = 15.35 M= 15. 29 = x (0.35 = 15.35 moles/L 1 Respuesta: La molaridad de la solución de amoníaco es 15. de soluto gr.. de solución x100 d=masa vol.35 moles/L .3) Datos: % p/p = 29 % d= 0. 329 gr/ml % p/p=? M=? Mm=98 (1.83 Moles Respuesta: El % en p/p es 43 % y la molaridad del ácido sulfúrico en solución es5.83 moles/L .4) Datos: a=m= 571.83 moles/L.6 g v= 1 L.6 x100 98 g/mol moles= 5. 1L M=5.329 x 1000) = 43 % M=n v M= 5. Cálculos: %p/p= gr.6 g = 571. soluto x100 dxv Moles= a Mm moles= 571.83 D=1. 15 gr. X= 1440 160 x= 9 gr. Mm gr. Mm CuSO4x5H2O = 250 Mm CuSo4 =160 160 250 5.036 Respuesta: Se necesitan 9 gramos de CuSO4 x 5H2O para preparar la solución.5) Datos: a=? Cálculos: M=n v Moles= gr.= n x Mm V=150 ml = 0.76 x 250 160 .= 0.76 x n=m x v gr.15 L.036 x 160 n= 0.76 n=0. x= 5.= 5.24 x 0. .5 Cálculos: M=n v Moles=gr.20 Mm=40 a=? n= m x v n= 1.20 M.5 L.20 x 2.6) A) Datos: v=2.5 n= 3 moles gr= 3 x 40 gr = 120 gramos. Mm gr= n x Mm M=1. De disolución 1. Respuesta: Se necesitan 120 gramos de NaOH para preparar 2. = 0.0005 x 170 gr.B) Datos: v=50 ml = 0. M= 0.01 Cálculos: M=n v Moles= gr. .085 gramos de AgNO3 para preparar 0.01 x 0. Mm gr.0005 Respuesta: Se necesitan 0. Mm= 170 a=? n= m x v n= 0.05 L.05 n= 0.085 gramos.01 M. = n x Mm gr.05 litros de disolución 0.= 0. 4 n= 0.4 moles gr= 0.76 gr. De disolución 1 M.39 a=? n= m x v n= 1 x 0.4 x 99.39 gr = 39. Respuesta: Se necesita 36.4 l..C) Datos: v= 400 ml = 0. .76 gramos de Zn(OH)2 para preparar 0.4 L. M=1 Cálculos: M= n v Moles= gr Mm gr= n x Mm Mm= 99. = 69 PE=23 gr/equiv. v N° equiv. = 3 Respuesta: La Normalidad (N) de la solución es 1 normal. .= a PE n° equiv. Cálculos: N= n° equiv.7) Datos: a= 69 g. V=3000 cc = 3 L. N=? N= 3 3 N= 1 23 n° equiv. =a PE a= n° equiv x PE a=0. n° equiv=0.25 n° equiv= N x V n° equiv= 0. V N° equiv. .25 gramos de cromo para preparar una solución 0.5 L.125 Respuesta: Se necesita pesar 3.25 x 0.25 N.125 x 26 PE= 26 gr/equiv. N=0.25 gr.8) Datos: a=? Cálculos: N=n° equiv. V= 500 ml = 0.5 a=3. /equiv.= a PE n° equiv.14 1 N=2.soluto= 15 .=2.14 gr. V N=2.14 %p-v= gr.soluto=15 x 100 100 gr. % p-v= 15 % N=? Cálculos: N=n° equiv.9) Datos: PE= 7 gr.soluto ml soluto Respuesta: La Normalidad (N) de una solución de litio al 15 % de p-v es de 2.=15 7 n° equiv.14 N° equiv. 3413589 .Fracción molar de soluto 0.Fracción molar del solvente 0.989685 .00035211 n= 25 74 n= 0.3413589 Cálculos: n= a Mm n= 1 284 n= 0.3378378 n= 0.3378378 Respuesta: 0.0103149 n= 0.1 mol n= 0.9 mol .Fracción molar de la solución 1 mol .0035211 0.10) Datos: a solu= 1 gr ( Mm=284) a solv= 25 gr (Mm=74) x solu=? x solv=? n= 0. 11) Datos: moles de soluto= 50 Cálculos: a soluto= 50 (50+2) a soluto=50 52 a soluto= 0.9615384 Fracción molar de solvente 0.0384615 moles de solvente= 2 a soluto=? a solvente=? Respuesta: Fracción molar de soluto 0.9615384 a solv= 2 (50+2) a sol= 2 52 a solv= 0.0384615 Fracción molar de la solución es 1 . 0.2 n°solu+n°solv = 20 20+80 100 x solv.soluto gr.8 x soluto= n° soluto X soluto= 20 = 0.Cálculos: 12) Datos: Mm H2O= 18 %p/p=gr.8 100 La fracción molar de la solución es 1 .2 La fracción molar de solv.=80 = 0.solución x100 gr soluto= p/p x gr solución Mm C2H5oH = 46 % p-p= 20% 100 gr soluto=20 x 100 100 gr soluto= 20 gr. Respuesta: La fracción molar de soluto 0.