Problema nº 7 de estequiometría de las soluciones, normalidad, molaridad y molalidad - TP01
Enunciado del ejercicio nº 7
Una solución acuosa de ácido sulfúrico al 11 % P/P tiene una densidad de 1,08 g/cm³. Expresar su concentración en:
a) Gramos de soluto/100 gramos de solución.
b) Gramos de soluto/100 gramos de disolvente.
c) % P/V.
d) N.
e) M.
f) m.
g) ƒm
Desarrollo
Datos:
C = 11 % P/P
δ = 1,08 g/cm³
Fórmulas:
| δ = | m |
| V |
Solución
1.000 cm³ de la solución ácida pesa 1.080 g:
| δ = | m |
| V |
| 1,08 g/cm³ = | 1.080 g |
| 1.000 cm³ |
Como su concentración es de 11 % P/P, aplicamos regla de tres simple:
| 100 g de solución | ⟶ | 11 g de ácido |
| 1.080 g de solución | ⟶ | x |
| x = | 1.080 g de solución·11 g de ácido |
| 100 g de solución |
x = 118,8 g de ácido
a)
Se trata de la concentración dada.
C = 11 g de soluto en 100 g de solución
b)
La masa de la solución es de 1.080 g y la masa del soluto es de 118,8 g, entonces, la masa del disolvente es:.
1.080 g - 118,8 g = 961,2 g
Aplicamos regla de tres simple:
| 961,2 g de disolvente | ⟶ | 118,8 g de soluto |
| 100 g de disolvente | ⟶ | x |
| x = | 100 g de disolvente·118,8 g de soluto |
| 961,2 g de disolvente |
Resultado:
x = 12,36 g de soluto por 100 g de disolvente
c)
Con lo calculado de la densidad aplicamos regla de tres simple:
| 1.000 cm³ de solución | ⟶ | 118,8 g de soluto |
| 100 cm³ de solución | ⟶ | x |
| x = | 100 cm³ de solución·118,8 g de soluto |
| 1.000 cm³ de solución |
Resultado:
% P/V = 11,88 g de soluto por 100 cm³ de solución
d)
El equivalente gramo del ácido sulfúrico es su mol dividido la cantidad de iones hidrógeno que posee en su mol.
Calculamos el mol del ácido sulfúrico:
H₂SO₄: 2·1 g + 32 g + 4·16 g = 98 g
Tiene 2 hidrógenos:
| Eg = | 98 g |
| 2 |
El equivalente gramo del ácido sulfúrico es Eg = 49 g, entonces:
| 49 g de ácido/l | ⟶ | 1 N |
| 118,8 g de ácido/l | ⟶ | x |
| x = | 118,8 g de ácido/l·1 N |
| 49 g de ácido/l |
Resultado, la normalidad de la solución de H₂SO₄ es:
N = 2,42 N
e)
Molaridad (M): es el número de moles que tiene una solución por 1.000 cm³ de solución.
En el ítem (d) calculamos el peso de un mol. Entonces, aplicamos regla de tres simple:
| 98 g de ácido | ⟶ | 1 M |
| 118,8 g de ácido | ⟶ | x |
| x = | 118,8 g de ácido·1 M |
| 98 g de ácido |
Resultado, la molaridad de la solución de H₂SO₄ es:
x = 1,21 M
f)
Molalidad (m): es el número de moles de soluto que tiene una solución por 1.000 g de disolvente.
En el ítem (d) calculamos los moles presentes en la solución. Entonces, aplicamos regla de tres simple:
| 961,2 g de disolvente | ⟶ | 1,21 mol |
| 1.000 g de disolvente | ⟶ | x |
| x = | 1.000 g de disolvente·1,21 mol |
| 961,2 g de disolvente |
Resultado, la molalidad de la solución de H₂SO₄ es:
x = 1,26 m
g)
La fracción molar (ƒm) es la comparación de los moles de soluto respecto a los moles de la solución.
Calculamos cuántos moles de H₂SO₄ hay en 118,8 g del mismo:
| 98 g de ácido | ⟶ | 1 mol |
| 118,8 g de ácido | ⟶ | x |
| x = | 118,8 g de ácido·1 mol |
| 98 g de ácido |
x = 1,21 moles de H₂SO₄
Calculamos cuántos moles de agua hay en 961,2 g de disolvente:
| 18 g de agua | ⟶ | 1 mol |
| 961,2 g de agua | ⟶ | x |
| x = | 961,2 g de agua·1 mol |
| 18 g de agua |
x = 53,4 moles de agua
Calculamos la fracción molar:
| ƒm = | 1,21 moles |
| (1,21 + 53,4) moles |
Resultado, la fracción molar del H₂SO₄ es:
ƒm = 0,022
La fracción molar del agua es:
| ƒm = | 53,4 moles |
| (1,21 + 53,4) moles |
ƒm = 0,978
Si sumamos ambas fracciones molares debe resultar "1":
0,022 + 0,978 = 1 ∎
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la normalidad, molaridad, molalidad y fracción molar de una solución