La Química
domingo, 3 de noviembre de 2019
Recapitulación de la Semana #36
La Fracción Molar
La Fracción Molar es una forma de medir la concentración que expresa la proporción en que se encuentra una sustancia respecto a los moles totales de la disolución.
La Fracción Molar de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:
Fracción molar (Xi) =
| ni (moles de sustancia) |
nt (moles totales de la disolución)
. |
La Fracción Molar es una unidad de concentración adimensional. La suma de todas las fracciones molares de las sustancias presentes en una disolución es igual a 1:
∑xi = x1 + x2 + … + xn = 1
| |
Ejemplos de Cálculo de Fraccion Molar:
Ejemplo 1: Calcular la fracción molar de cada una de las sustancias de la disolución de: 10 moles de metanol, 1 mol de etanol y 8 moles de agua.
- nt = moles totales de la disolución = nmetanol + netanol + netanol = 10 + 1+ 8 = 19
- xmetanol = nmetanol / nt = 10 / 19 = 0,53
- xetanol = netanol / nt = 1 / 19 = 0,05
- xagua = netanol / nt = 8 / 19 = 0,42
- Podemos comprobar que la solución es correcta ya que la suma de las tres es igual a 1:
- xmetanol + xetanol + xagua = 0,53 + 0,05 + 0,42 = 1
- peso molecular del alcohol etílico = 46 g / mol
- peso molecular del agua = 18 g / mol
- moles de alcohol etílico = nalcohol et. = 40 g / 46 g · mol-1 = 0,87 moles
- moles de agua = nagua = 100 g / 18 g · mol-1 = 5,56 moles
- moles totales disulución = nt = 0,87 + 5,56 = 6,43 moles
- fracción molar del alcohol etílico = xalcohol et. = nalcohol et. / nt = 0,87 / 6,43 = 0,14
- fracción molar del alcohol etílico = xagua = nagua / nt = 5,56 / 6,43 = 0,86
- verificamos que la solución es correcta: xalcohol et. + xagua = 0,14 + 0,86 = 1
Partes por millón
Molalidad:
La Molalidad (m) o Concentración Molal es el número de moles de soluto que están disueltos en 1 kilogramo de disolvente.
La Molalidad de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:
Molalidad (m) =
| n (nº de moles de soluto) |
·
|
Kilogramos de disolvente . |
La molalidad se expresa en las unidades (moles/Kg).
La ventaja de usar la molalidad en lugar de molaridad (moles soluto / volumen disolución) es debido a que el volumen de una disolución varía con la temperatura y de la presión. Como la molalidad no tiene en cuenta el volumen, puede medir la concentración con mayor preción.
En el laboratorio, para medir la molalidad se emplea un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para restárselo.
- Ejemplo 1: calcular la molalidad de una disolución de ácido sulfúrico H2SO4 siendo la masa del disolvente de 600 gramos y la cantidad de ácido de 60 gramos.Datos: peso molecular del H2SO4 = 98 gramos / mol.En primer lugar calculamos el número de moles y a partir de ahí obtenemos la molalidad:
- n de H2SO4 = masa / peso molecular =60
gramos/ 98gramos· mol-1 = 0,61 moles - m = n / masa disolvente = 0,61 moles / 0,6 kg = 1,02 molal
- n de H2SO4 = masa / peso molecular =60
- Ejemplo 2: calcular la molalidad de 20 gramos de un determinado soluto en 1 litro de disolución acuosa. La masa molar del soluto es 249,7 g / mol.
Primero calculamos el nº de moles de soluto y a partir de ahí obtenemos la molalidad:
- n de soluto = masa / peso molecular = 20
gramos/ 249.7gramos· mol-1 = 0,08 moles - masa de disolución: es una disolución acuosa por lo tanto 1 litro de disolvente = 1 kg.
- m = n / masa disolvente = 0,08 moles / 1 kg = 0,08 molal
- n de soluto = masa / peso molecular = 20
Recapitulación de la Semana #34
Molaridad
La Molaridad (M) o Concentración Molar es el número de moles de soluto que están disueltos en un determinado volumen.
La Molaridad de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:
Molaridad (M) =
| n (nº de moles de soluto) |
·
|
Volumen de disolución . |
La Molaridad se expresa en las unidades (moles/litro).
Ejemplos de Molaridad:
- Ejemplo 1: calcular la molaridad de una disolución que contiene 2,07·10-2 moles de soluto en 50 ml de disolvente:
- molaridad = M = n / V = 2,07·10-2 moles / 0,05 litros = 0,414 molar
- Ejemplo 2: calcular el número de moles de soluto en 5 litros de una disolución 0,4 M:
- molaridad = M = n / V → n = M · V
- n = (0,4 moles /
litro) · 5litros= 2 moles
- Ejemplo 3: calcular la molaridad de una disolución de 100 gramos de metanol CH4O en 1 litro de disolvente.
- peso molecular del CH4O = PM = 32 gramos / mol
- moles de soluto = n = 100
gramos/ (32gramos· mol-1) = 3,125 moles - molaridad = M = n / V = 3,125 moles / 1 litro = 3,125 molar
La Normalidad:
La Normalidad (N) o Concentración Normal de una disolución es el número de Equivalentes Químicos (EQ) o equivalentes-gramo de soluto por litro de disolución:
Cálculo del nº de Equivalentes Químicos (EQ):
- EQ de un ácido = Peso molecular / nº de H+→ EQ de H2SO4 = 98 / 2 = 49 gramos
- EQ de una base = Peso molecular / nº de OH- → EQ de NaOH = 40 / 1 = 40 gramos
- EQ de una sal = Peso molecular / carga del catión o anión → EQ de Na2CO3 = 106 / 2 = 53 gramos
La Normalidad (N) por lo tanto mide la concentración de una disolución de manera similar a la Molaridad (M). De hecho N = M cuando en los casos anteriores el nº de H+ , OH- o la carga de los iones es igual a 1.
Ejemplos de Normalidad:
Porcentaje Peso a Peso:
El Porcentaje Peso a Peso (% P/P), Fracción en Peso, Tanto por ciento en Peso, Fracción Másica o Concentración Centesimal es una medida de la concentración que indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución:El Porcentaje Peso a Peso de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:
Ejemplos de Porcentaje en Peso:
Ejemplo 1: Calcular la concentración en porcentaje de peso de 180 gramos de alcohol etílico (CH3CH2OH) disueltos en 1,5 litros de agua.:
Porcentaje Volumen a Volumen (%V/V):
El Porcentaje Volumen a Volumen (% V/V), Porcentaje en Volumen, Fracción en Volmen, Tanto por Ciento en Volumen oFracción Volumétrica es una medida de la concentración que indica el volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución:El Porcentaje Volumen a Volumen de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:
Ejemplos de Porcentaje en Volumen:
Ejemplo 1: Calcular la concentración en porcentaje de volumen de 180 cm3 de vinagre disueltos en 1,5 kg de agua.:
Porcentaje en masa – volumen
El porcentaje en masa – volumen (% p–v) , es una propiedad intensiva que determina cuantos gramos de soluto están presentes en cada 100 mL. de solución.
Solución: 3,1% p-v : Significa que hay 3,1 g. de sal por cada 100 mL. de agua de mar, o también 3,1 Kg de sal por cada 100 L. de agua. Nos piden cuanta sal hay en 1 m3 de agua de mar ( 1m3 = 1000 L.) X = 31 Kg de sal |
domingo, 22 de septiembre de 2019
Recapitulación de la Semana #33
FORMA DE EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE FORMA CUANTITATIVA.
Un Equivalente Químico (EQ), también llamado Peso Equivalente o Equivalente-gramo es la cantidad de una sustancia que reacciona para producir 1 mol de producto.
Veamos cómo se calcula el Equivalente Químico en diferentes tipos de sustancias:
Equivalente Químico de un Ácido:Equivalente Químico de un Ácido: depende del número de hidrógenos del ácido que se disocian. Viene dado por la siguiente ecuación:
Veamos cómo se calcula el Equivalente Químico en diferentes tipos de sustancias:
Equivalente Químico de un Ácido:Equivalente Químico de un Ácido: depende del número de hidrógenos del ácido que se disocian. Viene dado por la siguiente ecuación:
EQÁcido =
| peso molecular del ácido |
·
|
nº átomos de H+ del ácido |
Ejemplo 1: Equivalente químico del ácido sulfúrico disuelto en agua (H2SO4 → 2 H+ + SO4-2)
EQÁcido Sulfúrico =
|
peso molecular H2SO4
|
=
| 98 gramos / mol |
= 49 g / mol
|
nº átomos de H+ del ácido
. |
2
. |
Equivalente Químico de un Hidróxido: depende del número de hidrógenos del ácido que se disocian. Viene dado por la siguiente ecuación:
EQHidróxido =
| peso molecular del hidróxido |
·
|
nº de grupos OH que posee |
Ejemplo 1: Equivalente químico del NaOH en la reacción NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O
EQNaOH =
|
peso molecular NaOH
|
=
| 40 gramos / mol |
= 40 g / mol
|
nº grupos OH
. |
1
. |
Equivalente Químico de una sal: depende del número de carga de los iones que se generan al disociarse la sal. Viene dado por la siguiente ecuación:
EQSal =
| peso molecular de la sal |
·
|
nº de cargas de los iones. |
Ejemplo 1: Equivalente químico del NaNO3 que se disuelve según (NaNO3 → NO3-+ Na+)
EQNaOH =
|
peso molecular NaNO3
|
=
| 85 gramos / mol |
= 85 g / mol
|
nº cargas de iones
. |
1
. |
La Normalidad
La Normalidad (N) o Concentración Normal de una disolución es el número de Equivalentes Químicos (EQ) o equivalentes-gramo de soluto por litro de disolución:
Normalidad (N) =
| nº EQ (equivalentes-gramo) |
Litros de disolución
. |
Molaridad
La Molaridad (M) o Concentración Molar es el número de moles de soluto que están disueltos en un determinado volumen.La Molaridad de una disolución viene determinada por la siguiente fórmula:
Molaridad (M) =
| n (nº de moles de soluto) |
·
|
Volumen de disolución . |
Ejercicio Equivalentes Químicos (EQ):
Ejercicio 1: Calcular el Equivalente Químico del H3PO4 en las siguientes reacciones:
- H3PO4 + 2 NaOH → Na2HPO4 +H2O
En este caso reaccionan 2 átomos de hidrógeno del H3PO4EQH3PO4 =
peso molecular H3PO4=
98 g / mol= 49 g / molnº átomos de H+ del ácido.2.
- H3PO4 + Fe(OH)3 → FePO4 + 3 H2O
En este caso reaccionan 3 átomos de hidrógeno del H3PO4EQH3PO4 =
peso molecular H3PO4=
98 gramos / mol= 32,6 g / molnº átomos de H+ del ácido.3.
- 3 H3PO4 + Fe(OH)3 → Fe(H2PO4)3 + 3 H2OEn este caso reaccionan solo 1 átomo de hidrógeno del H3PO4
EQH3PO4 =
peso molecular H3PO4=
98 gramos / mol= 98 g / molnº átomos de H+ del ácido.1.
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