Problemas Resueltos Quimica

PROBLEMAS RESUELTOS CÁLCULO DE CONCENTRACIONES EN DISOLUCIONES 1) Se mezclan 5,00 g de cloruro de hidrógeno (HCl) con 35,00 g de agua, formándose una disolución cuya densidad a 20 ºC es de 1,060 g/cm3. Calcúlese: a) El tanto por ciento en peso. b) La concentración en gramos por litro. c) La molaridad y d) La molalidad. a) Tanto por ciento. Se trata de calcular el número de gramos de soluto porcada cien gramos de disolución, es decir:

b) Gramos/litro. Puesto que los datos están referidos a masas y no a volúmenes, es necesario recurrir al valor de la densidad y proceder del siguiente modo: 1. Se calcula la masa de un litro de disolución: masa = volumen x densidad = 1000 cm3.1,060 g/cm3 = 1 060 g 2. A partir del valor del tanto por ciento en peso se determina la masa en gramos del solutocontenida en la disolución:

La cantidad resultante representa la concentración en gramos de soluto (HCl) por litro de disolución. c) Molaridad. Dado que: Sustituyendo resulta:

donde 36,47 es la masa molecular del HCl y, por tanto, la masa de su mol expresada en gramos. De lo anterior se deduce que, cuando los datos del volumen de la disolución no son explícitos, el cálculo de la molaridadimplica las etapas a y b como pasos intermedios. d) Molalidad. De acuerdo con su definición:
m molessoluto 1000gr.disolvente
1

molessoluto x1000 gr.disolvente

sustituyendo se tiene:
m 5.00 g / 36.47 g .mol 35.00 g
1

x1000 3.92molal

2) Determinar la concentración de una disolución de ácido sulfúrico que contiene 14,7 gramos de dicho ácido en 750 ml de agua, si su densidad es de1,018 Kg/l RESOLUCIÓN Los datos que tenemos corresponden a los gramos de soluto (14,7, que expresados también en moles será: n = g/Pm = 14,7/98 = 0,15 moles), así como el volumen del disolvente, agua, cuya densidad es 1 g/ml, por lo que los gramos de disolvente serán también 750 g, mientras que los gramos de disolución serán 14,7 + 750 = 764,7 g de disolución y así, tendremos Masa Volumen SOLUTO 14.7g = 0.15 moles g ------DISOLVENTE + 750 g 750 ml DISOLUCIÓN = 764.7 075118

Teniendo en cuenta este dato y la densidad de la disolución, determinamos en volumen de la misma a partir de la expresión que define la densidad: d = m/V entonces V = m/ d

Y con todos estos datos, podemos calcular ya cualquier expresión de concentración sin más que relacionar aquellos que nos interesen, así: g/litro:Del cuadro anterior, hemos de tomar los datos siguientes: gramos de soluto (14,7 g) y los litros de disolución (0,75118 l):

% EN PESO: los gramos de soluto (14,7 g) y los gramos totales (de disolución = 764,7 g) y así:

%=
P.P.M : (Aunque esta expresión se usa solamente en disoluciones muy diluidas) se tienen 14700 mg de soluto en 0,7647 Kg totales:

2

14700 mg / 0,7647 Kg = 19223 ppm- MOLARIDAD: Del cuadro anterior, hemos de tomar los datos siguientes: el número de moles de soluto (0,15 moles) que habremos calculado antes dividiendo los gramos de soluto que tengamos entre su peso mole-cular, y los litros de disolución (0,75118 litros), o bien tomando directamente los gramos de soluto (14,7 g)
14.7g

M=

0.15 moles 0,75118 L

= 0.2 Molar

M

98 gmol‐1

0,75118 L=0.2 Molar

NORMALIDAD: Al tratarse del ácido sulfúrico, cuya molécula tiene dos Hidrógenos por lo que su valencia es 2, se toman del cuadro las cantidades correspondientes, al igual que en el caso anterior, por lo que nos quedará: Normalidad (N) = Cantidad de soluto (en equivalentes - gr) ; N = eq-gr/V(l) Volumen de la disolución (en litros) Gramos de soluto gr de soluto Eq-gr = = ; pesoequivalente Pm/valencia
14.7g 98 gmol-1

/

N=

0,75118 L

0.4

/L

- MOLALIDAD: Para calcularla, hemos de tomar el número de moles de soluto (0,15 moles ) o de gramos (14,7 g) así como los Kg de disolvente (0,750 Kg), y sustituir en la expresión de la molalidad: Molalidad: m = molessoluto molessoluto = x1000 1000 gr.disolvente gr.disolvente

m = (0.15 moles/ 750 g) x 1000 = 0.2 molal...