Recapitulación de la Semana #38

Se realizo repaso y taller.

Recapitulación de la Semana #37

Se realizo Quiz.

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.

• n_t = moles totales de la disolución = n_metanol + n_etanol + n_etanol = 10 + 1+ 8 = 19
• x_metanol = n_metanol / n_t = 10 / 19 = 0,53
• x_etanol = n_etanol / n_t = 1 / 19 = 0,05
• x_agua = n_etanol / n_t = 8 / 19 = 0,42
• Podemos comprobar que la solución es correcta ya que la suma de las tres es igual a 1: 
• x_metanol + x_etanol + x_agua = 0,53 + 0,05 + 0,42 = 1

Ejemplo 2: Calcular la fracción molar de cada componente de una disolución de 40 gramos de alcohol etílico (CH3CH2OH) y 100 gramos de agua:

• peso molecular del alcohol etílico = 46 g / mol
• peso molecular del agua = 18 g / mol
• moles de alcohol etílico = n_{alcohol et.} = 40 g / 46 g · mol^-1 = 0,87 moles
• moles de agua = n_agua = 100 g / 18 g · mol^-1 = 5,56 moles
• moles totales disulución = n_t = 0,87 + 5,56 = 6,43 moles
• fracción molar del alcohol etílico = x_{alcohol et.} = n_{alcohol et.} / n_t = 0,87 / 6,43 = 0,14
• fracción molar del alcohol etílico = x_agua = n_agua / n_t = 5,56 / 6,43 = 0,86
• verificamos que la solución es correcta: x_{alcohol et.} + x_agua = 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.

Ejemplos de de Molalidad:

• 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 / 98 gramos · mol^-1 = 0,61 moles 
  • m = n / masa disolvente = 0,61 moles / 0,6 kg = 1,02 molal

• 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 / 249.7 gramos · 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

Recapitulación de la Semana #35

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) · 5 litros = 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 / (32 gramos · mol^-1) = 3,125 moles
• molaridad = M = n / V = 3,125 moles / 1 litro = 3,125 molar

Ejemplo 4: calcular el volumen de una disolución 0,4 molar que contiene 10 gramos de nitrato de sodio NaNO3. peso molecular del NaNO3 = PM = 85 gramos /mol moles de soluto = n = 10 gramos / 85 gramos · mol-1 = 0,118 moles molaridad = M = n / V → V = n / M volumen = 0,118 moles / (0,4 moles · litro-1) = 0,295 litros 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 . 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: Ejemplo 1: Calcular la normalidad y la molaridad de 50 gramos de Na2CO3 en 100 ml de disolución: Normalidad (N): Peso molecular del Na2CO3 = 106 Equivalente del Na2CO3 = peso molecular / nº de carga del catión de la sal = 106 / 2 = 53 nº de Equivalentes en 50 g de Na2CO3 = 50 / 53 = 0,94 N = nº de Equivalentes / litros de disolución = 0,94 / 0,1 = 9,4 N Molaridad (M): Moles de soluto = masa soluto / peso molecular = 50 / 106 = 0,47 moles M = moles soluto / litros disolución = 0,47 / 0,1 = 4,7 M (M = N/2 en este caso) Ejemplo 2: Calcular la normalidad de 20 gramos de hidróxido de berilio Be(OH)2 en 700 ml de disolución:  Peso molecular del Be(OH)2 = 43 En una disolución el hidróxido de berilio se disocia de la siguiente forma: Be(OH)2 → Be+2 + 2 OH- Equivalente del Be(OH)2 = peso molecular / nº de OH- = 43 / 2 = 21,5 nº de Equivalentes en 20 g de Be(OH)2 = 20 / 21,5 = 0,93 N = nº de Equivalentes / litros de disolución = 0,93 / 0,7 = 1,33 N  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:  % (P/P) =     Peso de soluto · 100   Peso de la disolución  . 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.: Peso del soluto = 180 gramos Peso del disolvente = 1500 gramos (peso de 1,5 litros de agua) Peso de la disolución = 180 + 1500 = 1680 gramos % en peso = (peso de soluto / peso de disolución) · 100 = (180 / 1680) · 100 = 10,7% 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:  % (V/V) =     Volumen de soluto · 100   Volumen de la disolución  . 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.: volumen del soluto = 180 cm3 = 0,18 litros volumen del disolvente = 1,5 litros (volumen de 1,5 kg de agua) Volumen de la disolución = 0,18 + 1,5 = 1,68 litros % en volumen = (volumen de soluto / volumen de disolución) · 100 = (0,18 / 1,68) · 100 = 10,7% 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. Ejemplo 1: El agua de mar contiene aproximadamente 3,1% p-v de cloruro de sodio (NaCl). ¿Cuánta sal (NaCl) se puede obtener por medio de la evaporación de cada metro cúbico del agua de mar? 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.) Aplicando regla de tres simple (multiplicación en aspa): X = 31 Kg de sal