quimica

DISOLUCIONES
1. Calcular M, N, m, y χ de una disolución comercial de ácido nítrico del 60 % de riqueza y 1,37
g/cm³.
Solución.
Molaridad. Partiendo de la definición de molaridad, y teniendo en cuenta los conceptos de número
de moles, riqueza y densidad, se puede expresar la molaridad de una disolución en función de sus
especificaciones comerciales (densidad y riqueza)
R
m d +s ⋅
ms
100ms


⋅100 
R=m
n s (moles) 
ms 
Ms
Ms


d +s
= n s =
=
M=
=
=
=
R 
Vd +s ( L)
M s  Vd + s (L) 
Vd +s ( L)

m = m d +s ⋅
 s
100 


R
Vd +s ⋅ d d +s ⋅
100
m d +s 

Ms
 d d +s =

=
Vd +s
=
Vd + s (L)
m d +s = Vd +s ⋅ d d +s 


R
Vd +s ⋅ d d +s ⋅
100
Ms
M=
Vd +s (L)
Expresión que entre otras cosas pone de manifiesto que laconcentración de una disolución no
depende del volumen, ya que como se puede observar en la ecuación el volumen aparece multiplicando y
dividiendo. Generalmente no se pueden simplificar los volúmenes puesto que el volumen del numerador se
debe poner en las unidades volumétricas de la densidad, normalmente gr/cm3, mientras que el del
denominador, por definición, debe ir en litros. Ademásdebido a la no dependencia del volumen, este se puede
elegir arbitrariamente, lo más sencillo será hacer el cálculo para 1 L de disolución, aunque sería admisible
cualquier otro, no influyendo por supuesto en el resultado.
Para Vd+s = 1 L

Vd +s ⋅ d d +s ⋅
M=

1000 cm 3 ⋅1'37 g

R
100

Ms
Vd +s (L)

cm

63 g

mol
1L

=

3

⋅

60
100
= 13'05

Normalidad
ms
ms
ms
MsM 
n º Eq − gr Eq − gr 
v = Ms ⋅ v = M ⋅ v
N=
=
= Eq − gr = s  =
Vd +s (L)
Vd +s (L) 
v  Vd +s (L) Vd +s (L)
•
•

Donde v es la valencia del soluto y presenta los siguientes casos:
Para ácidos y bases es el número de protones que transfiere ó grupos hidroxilos (OH−) liberados.
Para oxidantes y reductores, número de electrones que se transfieren en la semirreacción.
Para elácido nítrico (HNO3) v = 1
N = M · 1 = 13’05 · 1 = 13’05

1

Molalidad
ms
n º moles
= P.M.
m=
m d (kg ) m d (kg )
Partiendo de 1 litro de disolución, y con el valor de la densidad, se calcula la masa de la disolución.
m d +s = V ⋅ d = 1000 cm 3 ⋅1'37 g 3 = 1370 g
cm
Conocida la masa de la disolución, se reparte en soluto y disolvente mediante el valor de la riqueza.
60

m = 1370 ⋅= 822 g
R = 60%  s
100
m d +s = 1370 g   →

40
m d = 1370 ⋅
= 548 g
100

Conocida la masa de soluto(HNO3), se calculan los moles. Con los moles de soluto y la masa de
disolvente expresada en kilos se calcula molalidad.
822 g
ms
63 g
ns
Ms
mol = 23'8 mol
=
=
m=
kg
m d (kg ) m d (kg ) 548 × 10 −3 kg

Fracción molar en soluto
χs =

ns
ns + nd

ms
822
Ms
63
==
= 0'3
ms md
822 548
+
+
63
18
Ms Md

2. Cual es la riqueza de una disolución 5 molal de ácido sulfúrico, y su molaridad y normalidad como
ácido, siendo la densidad de la disolución 1’4 g/cm³.
Solución.
De la definición de molalidad, si la disolución es cinco molal, implica que por cada kilogramo de
disolvente hay 5 moles de soluto.
Para 1 kg de agua → 5 moles de ácido sulfúrico =5 ⋅ 98 = 490 gr de soluto.
Conocida la masa de soluto y de disolvente se calcula la masa de la disolución, y con la masa de la
disolución y la de soluto se calcula la riqueza.
ms
490
%(H 2 SO 4 ) =
⋅100 =
⋅100 = 32'9%
m d +s
1490
Con la densidad y la masa de disolución, se calcula el volumen. Conocido el volumen y los moles de
soluto, se calcula molaridad.
m d +s = m d + m s = 490 +1000 = 1490 g
1490 g
m
m
⇒V= =
= 1064 cm 3 = 1'064 L
V
d 1'4 g
cm 3
ns
5
M=
=
= 4'7
Vd +s (L ) 1'064
Mediante la relación entre la molaridad y la normalidad se calcula esta última.
d=

N = M ⋅ v = {v(H 2 SO 4 ) = 2} = 4'7 ⋅ 2 = 9'4

2

3. 130 cm³ de HCl, medidos a 17ºC y 707 mm de Hg se disuelven en agua ocupando 2 l de
disolución de HCl. ¿Que molaridad tendrá la...