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Unidades de concentración iii medio
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Unidades de concentración iii medio

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  • 1. LICEO AUGUSTO D’HALMAR APUNTES DE QUIMICA III MEDIO DEPTO DE : QUIMICA PROFESORA: Rosa Ramírez M. SOLUCIONES Cristian Vargas III° A ¿ Qué se entiende por una solución? En años anteriores de tu educación debes haber estudiadoque la materia homogénea es aquella materia que es uniforme en todas sus partes. Frecuentementeesta compuesta de una sola sustancia (un compuesto o un elemento) pero puede, también, ser unamezcla de varias sustancias. Las mezclas homogéneas de este tipo se conocen como soluciones. Las partículas en unasolución son moléculas, átomos o iones que pasan fácilmente a través de los poros del papel filtro.Las soluciones no se pueden separar en sus componentes mediante la filtración. Las soluciones pueden existir en los tres estados de la materia, o sea, existen soluciones gaseosas,líquidas y sólidasTIPOS DE SOLUCIONESSEGÚN EL ESTADO FÍSICO SE PUEDEN RECONOCER TRES TIPOS GASEOSAS: a) Gas en gas. Ejemplo: el aire b) Líquido en gas. Ejemplo : el aire húmedo c) Sólido en gas. Ejemplo: Yodo sublimado en aire LIQUIDAS: a) Gas en líquido. Ejemplo: Anhídrido carbónico en agua b) Líquido en líquido. Ejemplo: alcohol etílico en agua c) Sólido en líquido. Ejemplo: azúcar en agua SOLIDAS: a)Gas en sólido. Ejemplo: hidrógeno en paladio (encendedor de estufas) b) Líquido en sólido. Ejemplo: mercurio en oro c)Sólido en sólido. Ejemplo: las aleaciones como el bronce La mayoría de las soluciones que existen en la naturaleza son un sólido disuelto en un líquido. La sustancia que existe en mayor abundancia en una solución es la que disuelve y se que conocecomo el disolvente o solvente. La sustancia en menor abundancia es la que se disuelve y se conocecomo el soluto.El DISOLVENTE El disolvente más común es el agua. Usando el agua como un disolvente típico, analicemos elmecanismo de acción de un disolvente. Las moléculas de agua son altamente polares lo cual haceque estas sean atraídas hacia otras moléculas polares y hacia los iones. La sal común (NaCI), es uncompuesto iónico formado por iones de sodio y de cloro. 1
  • 2. Si se coloca un cristal de sal común en agua, los iones en las superficie cristalina atraen lasmoléculas polares del agua. Las moléculas del agua rodean, gradualmente, los iones de la superficiey los aíslan. Los iones se hidratan. La atracción entre los iones hidratados del sodio y del cloro y los iones cristalinos restantes sereduce tanto, que los iones hidratados ya no se adhieren al cristal. Gradualmente, se alejan del cristalhacia la solución. Esta separación de los iones entre sí se llama disociación. La acción de rodear laspartículas de un soluto por un disolvente se conoce como solvatación. Cristales – Moléculas + de NaCl Iones de Cl Iones Na de agua La disociación de los iones de una solución nos lleva a un factor de importancia que debemosrecordar cada vez que se trabaja con una solución de un material iónico. Cuando los iones sedisocian, cada especie iónica en la solución actúa como si estuviera sola. Por lo tanto, una solución decloruro de sodio se comporta como una solución de iones de sodio y de iones de cloro. No existe uncomportamiento característico para el “cloruro de sodio” en solución porque, en realidad, no existe elcloruro de sodio en solución. Lo que existe es, simplemente una solución que contiene iones de cloroy iones de sodio en una mezcla uniforme. La reacción química entre un soluto y un disolvente se conoce como solvólisis. Si el agua está incluida en la reacción esta se conoce como hidrólisis. Debes tener cuidado de no confundir los términos solvólisis e hidrólisis los cuales implican reacciones químicas, con la solvatación y la hidratación que no implican cambios químicosCOMBINACIONES DE DISOLVENTE SOLUTO Podemos considerar cuatro situaciones de soluciones simples, las cuales aparecen en la tablasiguiente: 2
  • 3. COMBINACIONES DE DISOLVENTE-SOLUTOTipo de disolvente Tipo de soluto ¿ Es posible que se forme una Solución? Polar Polar Sí Polar No polar No No polar Polar No No polar No polar Sí No se podrán ubicar todas las combinaciones posibles de sustancias dentro de estas cuatrocategorías tan rígidas. Sin embargo, consideraremos las situaciones del cuadro anterior comoejemplos típicos que nos sirven para estudiar las soluciones. DISOLVENTE POLAR-SOLUTO. El mecanismo de solución que incluye un disolvente polar y un soluto polar es el que hemos descrito para la sal y el agua. Las partículas del disolvente polar solvatan las partículas del soluto polar. Estas se unen debido a la atracción polar. Las fuerzas intracristalinas se reducen tanto, que las partículas del disolvente arrastran las partículas de la superficie. En el agua, este proceso se conoce como hidratación. DISOLVENTE POLAR-SOLUTO NO POLAR. Debido a que las partículas del disolvente son polares, se atraen entre sí. Sin embargo las partículas del soluto, en este caso, son no polares y tienen poca atracción por las partículas del disolvente. Por lo tanto, el proceso de disolución es improbable en cualquier grado, como podemos observar si tratamos de disolver pintura óleo en agua. DISOLVENTE NO POLAR-SOLUTO POLAR. En este caso se puede aplicar un razonamiento similar al del segundo caso. Las partículas del disolvente son no polares y, por lo tanto, tienen poca atracción hacia las partículas del soluto además, las partículas del soluto, en este caso, son polares y se atraen entre sí. Por tanto es improbable que exista una solución, Ejemplo tratar de disolver sal en bencina.  DISOLVENTE NO POLAR-SOLUTO NO POLAR. Sólo existen unas fuerzas llamadas “fuerzas de van der Waals” entre las partículas del disolvente no polar. Lo mismo es válido para las partículas del soluto no polar. Por lo tanto, todas las partículas de la solución están sujetas solamente a las fuerzas de van der Waals, y puede ocurrir la disolución. El movimiento al azar de las moléculas del soluto causará que algunas de ellas abandonen la superficie del soluto. En tales casos, puede ocurrir la solvatación; pero las fuerzas son mucho más débiles que las de las soluciones que incluyen compuestos polares. Sencillamente, las partículas no polares están dispersas al azar. Y en este caso como ejemplo un poco de cera se disolverá en bencina. Sin embargo, no todas las sustancias no polares son solubles entre sí aquí intervienen factorescomo el punto de fusión de los componentes y algunos conceptos energéticos que se estudiarán enotro capítulo de la química. 3
  • 4. PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES. Las propiedades de las soluciones se pueden agrupar en: Las que corresponden al soluto: Ciertas propiedades que presentan las soluciones tienen su razón de ser en el soluto. Por ejemplo: el agua pura no conduce la electricidad, pero si disolvemos sal en el agua, la solución adquiere la propiedad de conducir la corriente eléctrica. Las que corresponden al solvente: Las propiedades del solvente puro varían al formar parte de una solución, en cuanto a su magnitud, pero le transmiten dichas propiedades específicas a la solución. Por ejemplo, una de las propiedades específicas de un solvente líquido es el punto de ebullición; el agua hierve a nivel del mar a 100°C. La solución de sal en agua a nivel del mar hierve a más de 100°C. El aumento del punto de ebullición se debe a la sal; pero la ebullición, al agua. Las que corresponden a la solución: el sistema soluto-solvente, que forma la solución, posee propiedades que permiten distinguirlas entre sí. Por ejemplo, el índice de refracción, densidad, viscosidad, etc.CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES Entre la cantidad de soluto y la cantidad de solvente o de solución se establece una relacióncuantitativa llamada Concentración. Concentración: Es la relación cuantitativa entre soluto y solvente, o solución Luego entonces, a medida que se disuelve mayor cantidad de soluto, en una misma cantidad desolvente, aumenta la concentración de la solución. En muchos casos el aumento de concentraciónalcanza un límite y es imposible disolver más soluto en esas condiciones. En este caso se dice que lasolución está saturada. La concentración de una solución saturada se conoce como la solubilidad de una sustancia. Si después de preparar una solución saturada a una determinada temperatura la dejamos enfriarsin agitarla ni moverla bruscamente, el resultado puede ser una solución sobresaturada; esto es, unasolución que contiene más soluto que el correspondiente a la solubilidad.Si una solución sobresaturada se agita, el exceso desoluto decanta o se libera, obteniéndose una soluciónsaturada. Por ejemplo, una bebida gaseosa es unasolución sobresaturada en gas carbónico. Al destaparla,se libera el gas hasta que quede saturada. 4
  • 5. Solución saturada: es aquella que contiene la cantidad de soluto correspondiente a la solubilidad. Solución sobresaturada: es aquella que contiene una cantidad mayor de soluto que la correspondiente a la solubilidad.SOLUBILIDAD. La solubilidad es la cantidad máxima de soluto que, a una temperatura dada, se di-suelve en una determinada cantidad de solvente. Por esto podemos decir que la solubilidad es una medida de la concentración de una soluciónsaturada. Así, por ejemplo, la solubilidad del NaNO3 en agua a 30°C es: 96 gramos de nitrato desodio en 100 gramos de agua. Esto significa que en 100 gramos de agua a 30°C podemos disolvercomo máximo 96 gramos de nitrato de sodio y tendremos una solución saturada. Puesto que frente a un mismo solvente la solubilidad de los solutos es diferente y como ademásun mismo soluto presenta diferentes solubilidades de acuerdo al solvente con que se enfrenta, sepueden dar dos situaciones: a) dos solutos en un mismo solvente, y b) un soluto en dos solvente. Dos solutos en un mismo solvente: Una sustancia A se disuelve en un solvente formando una solución saturada. Si agregamos a la solución un soluto B muy soluble en el mismo solvente, gran parte del soluto B se disolverá y la misma cantidad del soluto A se verá desplazada y decantará o saldrá (si es gas). Por ejemplo, si a una bebida gaseosa le agregamos un poco de azúcar, el gas carbónico sale de la solución. Un soluto en dos solventes: El tetracloruro de carbono CCl4 y el agua son líquidos muy poco solubles entre sí, al agitarse ambos líquidos en un recipiente se separan en fases, una vez que están en reposo, o sea ambos líquidos son no miscibles o inmiscibles.El yodo I2 sólido es más soluble en tetracloruro de carbono que en agua. Sí, a la mezcla detetracloruro de carbono y agua agregamos yodo y se agita, el yodo se reparte entre el agua y eltetracloruro de carbono, de tal manera que la relación de las concentraciones del yodo en cadasolvente es constante. Esta relación es conocida como ley de distribución.FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD La solubilidad de una sustancia no es constante, sino que varía de acuerdo a ciertos factores.Experimentalmente se ha encontrado que la solubilidad es función de la temperatura. Cuando elsoluto es un gas, la presión también tiene un papel importante en el grado de solubilidad. 5
  • 6. Cuando el soluto es un sólido el grado de división de éstos influye notablemente en la velocidad dedisolución, pero no afecta la solubilidad del soluto. Por ejemplo el nitrato de potasio (salitre potásico)en polvo se disuelve más rápido en el agua que si está en cristales, siendo la solubilidad la misma.SOLUBILIDAD Y TEMPERATURA En general, la solubilidad de la mayoría de los sólidos y líquidos aumenta con la temperatura. En latabla siguiente se pueden observar algunos sólidos y su variación de solubilidad con la temperatura.COMPUESTO 0°C 10°C 20°C 30°C 40°C 50°C 60°CNaCl 357 358 360 363 366 370 373NaNO3 730 800 880 960 1040 1240 1360KNO3 133 209 316 458 639 855 1100 Cuando el sistema es un soluto gaseoso -solvente líquido, el aumento de la temperatura disminuyela solubilidad del gas en el líquido. La temperatura aumenta la energía cinética de las moléculas delgas y escapan de la solución. La siguiente tabla muestra la solubilidad de algunos gases con latemperatura.GAS 0°C 10°C 20°C 30°C 40°C 50°C 60°CCO2 3,35 2,32 1,69 1,26 0,97 0,76 0,58H2 S 7,07 5,11 3,85 2,98 2,36 1,88 1,48O2 0,029 0,023 0,019 0,016 0,014 0,012 0,010 En general los gases, con excepción de algunos como el amoníaco y el cloruro de hidrógeno, sonpoco solubles en agua. En general la solubilidad de un gas en agua fría es bastante mayor que enagua caliente.SOLUBILIDAD Y PRESION En general, la presión tiene poco o ningún efecto sobre la solubilidad de líquidos osólidos en solventes líquidos. Sin embargo, la presión influye notoriamente en lasolubilidad de un gas en un líquido. La solubilidad de un gas aumenta con la presión. Se ha comprobado que a temperatura constante,la masa de gas que se disuelve en un volumen dado de líquido es directamente proporcional a lapresión del gas. Esto se conoce como la Ley de Henry ¡sabes tú que cuando nos sumergimos bajo el agua, sobre nuestras cabezas tenemos la presión atmosférica más la presión del agua, de tal manera que nos encontramos a una mayor presión. Esta mayor presión implica que se incrementan las solubilidades del nitrógeno y del oxígeno en nuestra sangre. Si ascendemos rápidamente hacia la superficie, al disminuir bruscamente la presión, los gases disueltos en la sangre aumentan su volumen formándose pequeñas burbujas gaseosas que bloquean los capilares sanguíneos, produciéndose un cuadro llamado aeroembolismo que provoca fuertes dolores, pérdida del conocimiento, parálisis e incluso la muerte! 6
  • 7. AUTOEVALUACIONIndica si las siguientes aseveraciones son falsas o verdaderas. Las aseveracionesfalsas transfórmalas en verdaderas. ________ El componente de una solución que está en menor cantidad de llama soluto____________ Cuando el soluto es sólido en una solución sólido disuelto enlíquido la solubilidad aumenta con la temperatura.____________ Se llama concentración a la relación cuantitativa entre soluto ysolvente o solución____________ Se llama solución saturada a aquella que contiene una cantidadmayor de soluto que la corespondiente a la solubilidad. 7
  • 8. AUTOEVALUACIONCompleta las siguientes frases con el concepto correcto:La concentración de una solución saturada se llama________________La mezcla ____________ formada por un soluto y un solvente se llama_______________El componente que está en mayor proporción en una solución se llama________________En una solución todas sus partes tienen ________ propiedades físicas.El componente que está en menor proporción en una solución se llama______________La ______________ de un gas en un líquido disminuye con un aumento de latemperaturaLa acción de rodear las moléculas de un soluto por un disolvente se conoce como_____________Las moléculas polares del agua son atraídas hacia los iones y hacia otras moléculas___________La separación de los iones entre sí desde una molécula se llama ________________El proceso por el cual las partículas de soluto se rodean de partículas de agua sellama _________La reacción química entre un soluto y un solvente se llama ___________La reacción química entre un soluto y el solvente agua se llama ________________El bronce es un ejemplo de solución __________ 8
  • 9. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN FISICAS Y QUIMICASFORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN SOLUCIÓN B SOLUCIÓN A 30 g DE AZUCAR EN 100 g DE AGUA 10 g DE AZUCAR EN 100 g DE AGUA Si observas la figura anterior podrás ver que la solución B está más concentrada que la solución A.Pero para saber con precisión cuanto más concentrada es se hace necesario cuantificar esaconcentración. En segundo medio definimos la concentración como una magnitud entre la cantidad de soluto y lacantidad de solvente o solución. Como toda magnitud, la concentración se expresa mediante diversasunidades de concentración. Las unidades de concentración se clasifican en: Tanto por ciento masa-masa (%m/m) Unidades Físicas Tanto por ciento masa-volumen (%m/v) Tanto por ciento volumen-volumen (%v/v) Molaridad (M) Unidades Químicas Molalidad (m) Normalidad (N) Fracción molar (X)Hay algunas unidades de concentración que tienen otros usos como los gramos/litro (g/lt) partes pormillón (ppm) etc. 9
  • 10. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN FISICASTANTO POR CIENTO MASA _-MASA Esta unidad de concentración expresa la cantidad de gramos de soluto contenidos en 100 gramosde solución. Así, entonces, si tenemos 10 gramos de soluto en 100 gramos de solución, diremos que la soluciónestá al 10%m/m 90 g 100 g de solución al 10 g soluto solvente 10%m/mEjemplos:1.- ¿ Qué significa que la concentración de una solución sea 10 m/m?Respuesta: Significa que 10 gramos de soluto están contenidos en 100 gramos de solución. Si queremos conocer la concentración % m/m de una solución cualquiera, debemos relacionar losgramos de soluto con los gramos de solución. Por ejemplo: 2.- Se disuelven 16 g de azúcar en agua hasta obtener 80 g de solución. Expresar la concentraciónde la solución en %m/m.Respuesta: Si 16 g de soluto están en 80 g de solución, X g de soluto están en 100 g de solución. Alplantear la proporción se obtiene:X 16 16 x 100 = De donde: X= = 20100 80 80X = 20 g de soluto en 100 g de solución, O sea, está al 20% p/p3.- Se disuelven 5 g de sal en 80 g de agua. Expresar la concentración en % m/m. 10
  • 11. Respuesta: % m/m = 5,884.- ¿ Cuantos gramos de sal se necesitan para preparar 60 g de solución al 80% m/m?Respuesta: 48 g de sal5.- ¿ Qué cantidad de solución al 15 % m/m se podrá formar al disolver 5 g de sal en agua?Respuesta: 33, 33 g soluciónTANTO POR CIENTO MASA-VOLUMEN. Expresa la cantidad de gramos de soluto contenidos en 100 ml de solución. Si queremos conocer laconcentración de % m/v de una solución cualquiera, tendremos que relacionar los gramos de solutocon el volumen de solución.Ejemplos:1.- ¿ Qué significa que la concentración de una solución sea al 5% m/v?Respuesta: Significa que 5 gramos de soluto están contenidos en 100 ml de solución.2.- Se disuelven 15 g de sal en agua hasta obtener 78 ml de solución. Expresar la concentración de% m/v.Respuesta: Si 15 g de soluto están en 78 ml de solución. X g de soluto están en 78 ml de solución.O sea X 15 = De donde 100 78 15 X 100% m/v = 78% m/v = 19, 23 g de soluto en 100 ml de solución. Por lo tanto, esta al 19,23 % p/v.3.- Se disuelven 5 gramos de sal en agua hasta formar 85 ml de solución. Expresar la concentraciónen % m/v.Respuesta: Como g soluto x 100% m/v = Reemplazando: ml solución 5 g x 100% m/v = = 5,88 % m/v 85 ml 11
  • 12. 4) ¿Cuántos ml de solución al 10% p/v se pueden preparar con 5 gramos de soluto?Respuesta: = 50 ml5) ¿ Cuántos g de sal se necesitan para preparar 150 ml de solución al 30 % m/v?Respuesta: = 45 gTANTO POR CIENTO VOLUMEN-VOLUMEN Expresa la cantidad de ml de solutos contenidos en 100 ml de solución. Así, entonces, si tenemos15 ml de soluto en 100 ml de solución, la concentración expresada en %v/v es 15%v/v. O sea nosseñala la proporción entre el volumen de soluto y el volumen de la solución..Ejemplos:1.- ¿ Qué significa que la concentración de una solución sea al 5% v/v?Respuesta: Significa que 5 ml de soluto están contenidos en 100 ml de solución.2.- Si deseamos conocer la concentración %v/v de una solución cualquiera, tendremos que relacionarel volumen del soluto con los 100 ml de solución. Por ejemplo, si disolvemos 10 ml de alcohol etílicoen agua hasta formar 50 ml de solución, la concentración %v/v vendrá dada por la proporción:10 ml de alcohol X = Por lo tanto:50 ml solución 100 10 ml de alcohol x 100X= = 20% v/v 50 ml solución3.- ¿Cuántos ml de acetona se necesitan para preparar 80 ml de solución al 20%v/v?Respuesta: 16 ml de acetonaEjemplo 2: ¿Qué cantidad de solución al 15%v/v se podrá preparar al disolver 25 ml de alcohol enagua? 12
  • 13. Respuesta: 166,6 ml soluciónEJERCICIOS DE APLICACIÓN DE UNIDADES DE CONCENTRACION FISICA 1.- Se disuelven 15 gramos de CuSO4 ( sulfato cúprico). En agua suficiente para obtener 60 gramos de solución. Determine la concentración de la solución en %m/m 2.- ¿Cuántos gramos de cloruro de potasio ( KCl) se necesitan para preparar 30gramos de solución de concentración 20% m/ m?3.- ¿ Qué cantidad de solución al 20%m/m se podrá formar al disolver 15 gramos de sal en agua?4.- Se disuelven 25 gramos de KI( yoduro de potasio). En agua suficiente para obtener 150 gramos de solución. Determine la concentración de la solución en %m/m5.- ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio ( NaCl) se necesitan para preparar 250 gramos de solución de concentración 30%m/m?6.- ¿ Qué cantidad de solución al 10%m/m se podrá formar al disolver 25 gramos de sal en agua?7.- Se disuelven 25 gramos de KNO3 ( nitrato de potasio) hasta preparar 580 ml de solución. Determine la concentración de la solución en %m/v8.- ¿ Cuántos gramos de un soluto se necesitan para preparar 600 ml de solución de concentración 20%m/v?9.- ¿ Cuántos gramos de KI ( ioduro de potasio) se necesitan para preparar 1.500 ml de solución de concentración 30%m/v?10.- ¿Cuántos ml de solución al 20% m/v se pueden preparar con 15 gramos de soluto?11.- ¿ Qué cantidad de solución al 25%v/v se podrá preparar al disolver 50 ml de alcohol en agua?12.- ¿Cuántos ml de acetona se necesitan para preparar 250 ml de solución al 10%v/v?13.- Se disuelven 30 ml de un soluto en 120 ml de un solvente. Determine la concentración de la solución en %v/v 13
  • 14. AUTOEVALUCION1.- Una solución tiene una concentración de 20%m/v. Si extraemos 5 ml de la solución, la concentración de los 5 ml es: a) 20 %m/v b) 100%m/v c) 4%m/ d) 0,25% m/v e) 5/4% m/v2.- El %m/m expresa la relación entre la cantidad de soluto en: a) Un kilogramo de solución b) 100 gramos de solvente c) 100 ml de solvente d) 100 gramos de solución e) 1.000 ml de solución3.- Se tienen 60 gramos de solución al 30% m/m. La masa de solvente que hay en la solución es: a) 16 g b) 18 g c) 30 g d) 42 g e) 50 g4.- Se disuelven 8,6 gramos de sal en agua hasta formar 430 ml de solución. La concentración en %m/v es: a) 2 b) 36,98 c) 1,96 d) 8,6 e) 4,35.- Se prepara una solución al 20% m/m con 2 gramos de soluto en agua. La cantidad de agua usada es a) 4 g b) 8 g c) 18 g d) 16 g e)80 g6.- Para preparar 120 ml de solución al 30%m/v se necesitan de soluto: a) 30 g b) 40 g c) 36 g d) 25 g e) otro valor 14
  • 15. UNIDADES DE CONCENTRACION QUIMICAUNIDAD DE CONCENTRACION QUIMICA : MOLARIDAD( M ) La molaridad es una unidad de concentración química y se define como: “ La molaridad o concentración molar de una solución expresa el número de moles desoluto contenidos en un litro de solución.” ¿Qué significa que una solución tenga una concentración 0,2 molar ? Significa que se encuentran 0,2 moles de soluto disueltos en un Litro de SoluciónAquí aparece un concepto nuevo “MOL” ¿Qué es el mol? El término mol como las palabras docena, centena etc, indica un número fijo deunidades químicas y equivale a 6,02 x 1023 , y representa pesos diferentes para cada conjunto deunidades químicas distintas. Por ejemplo un mol de átomos de sodio pesa 23 gramos porque 6,02 x 1023 átomos de sodiopesan 23 gramos y ese valor se llama peso atómico y se expresa en g/mol. Un mol de átomos deoxígeno pesa 16 gramos porque 6,02 x 1023 átomos de oxígeno pesan 16 gramos. Así entonces, si tenemos 5 moles de soluto en un litro de solución, la concentración será 5 molar ó5 moles/litro Masa (g) n= Si queremos conocer los moles de Peso molecular (g/mol) soluto (n) basta relacionar su masa con el peso molecularEl peso molecular del soluto corresponde a la sumatoria de los pesos atómicos.El Peso Molecular de un compuesto se determina sumando los pesos atómicos ( P. At.) de loselementos que forman el compuesto considerando las veces que se repite un determinado elementoen la formula química. Cuando la formula química tiene un paréntesis el numero que esta fuera de él multiplica los valoresde cada elemento que están en el paréntesis para determinar la cantidad de átomos , y luego semultiplica los pesos atómicos ( P. At.) correspondientesPor ejemplo : 1.- El peso Molecular del HCl es 36,5 g/mol porque el peso atómico del H es 1g /mol y el peso 15
  • 16. atómico del Cl es 35,5 g /mol2.-¿ Cual es el Peso Molecular del Na2SO4 ? Si los P At. Son Na 23 g/mol S 32 g/mol y O 16 g/mol 2x 23 g/mol + 32 g/mol + 4x 16 g/mol = 46+ 32+ 64 =142g/moEl Peso molecular del Na2SO4 es de 142g/mol3.-¿ Cual es el Peso Molecular del Al2(SO4) 3? Si los P At. Son Al 27g/mol S 32 g/mol y O 16 g/mol 2x 27 g/mol + 3x 32 g/mol + 12x 16 g/mol = 54 + 96+ 192 =342g/mo El Peso Molecular del Al2(SO4) 3 es de 342g/mol Determinación de concentración molarSi queremos conocer la concentración molar de una solución cualquiera, tendremos que relacionar losmoles de soluto con el volumen de la solución Moles de soluto M= Litros de soluciónEjemplo 1 : ¿Cuál es la concentración molar de una solución de HCl que contiene 73 gramos en 500 ml de solución?Respuesta: Primero expresamos los 73 gramos de HCl como moles de HCl según la Relación: Masa 73 gn= = = 2 moles de HCl Peso Molecular 36,5 g/molLuego aplicando la relación de molaridad calculamos la concentración molar: Moles 2 molesM= = = 4 moles/lt Litros de solución 0,5 litrosEjemplo 2: ¿ Que cantidad en gramos de cloruro de zinc ( ZnCl2) es necesaria para preparar 100 ml de solución 2 molar?Respuesta: De la definición de molaridad, calculamos el número de moles de ZnCl2 contenidos en 0,1 litros ( 100 ml) de solución 2 molar. ( P.M. ZnCl2 = 136,4 g/mol) 16
  • 17. Moles XM= 2 moles/lt = Litros solución 0,1 ltX = 2 moles/lt x 0,1 lt = 0,2 molesA continuación expresamos en gramos los 0,2 moles de ZnCl2 utilizando la relación : Masa Xn= 0,2 moles = Peso Molecular 136,4 g/molX = 0,2 moles x 136,4 g/mol = 27,28 gramos 1.- Se disuelven 5 gramos de NaCl en Ejercicios agua hasta obtener 150 ml de solución. Calcular la molaridad de la solución. R.- 0,56 molar2.- Se tienen 120 ml de solución de ácido sulfúrico ( H2 SO4 ) 0,5 molar. Calcular la masa de ácido sulfúrico en la solución.R.- 5,88 gramos de ácido sulfúrico3.- Se disuelven 12 gramos de azúcar ( P.M. = 342 g/mol) en agua para formar una solución 0,3 molar. Calcular el volumen de solución preparada.R.- 116,95 ml4.- Al disolver 10 gramos de una sustancia A en agua se forman 150 ml de solución 0,8 molar. Calcular el P.M. de la sustancia.R.- 83,33 g/mol5.- Calcular la molaridad de una solución de K2 SO4 obtenida al añadir agua a12 gramos de K2 SO4 hasta completar un volumen de 300 ml.R.- 0,23 molar6.- 100 ml de una solución 0,25 molar de ácido nítrico ( HNO3 ) se disuelven hasta 1 litro ¿ Cuánto vale la molaridad de la solución final? R.- 0,025 molar7.- Calcular la concentración molar de una solución que contiene 441 g de HCl ( P.M. = 36,46 g/mol ) disueltos en cantidad de agua suficiente para completar 1500 ml de solución.R.- 8,06 molar8.- ¿Cuántos gramos de hidróxido de sodio (NaOH) harán falta para preparar 5 litros de solución 0,1 molar. 17
  • 18. R.- 20 gramos9.- ¿ Cuántos gramos de sulfato de aluminio [ Al2 ( SO4 )3 ] habrá en 300 ml de solución 1,5 molar?R.- 153,96 gramos10.- Se añade cantidad de agua suficiente a 100 gramos de NaOH para preparar un litro de solución. Determine la molaridad de la soluciónR.- 2,5 molar11.- ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio (NaCl ) hay en 250 ml de una solución 2,5 molar?R.- 36.5 gramos12.- ¿ Qué volumen de solución 0,75 M podría prepararse con 500 gramos de sulfato de sodio ( Na2 SO4 )R.- 4,69 litros UNIDAD DE CONCENTRACION QUIMICA : MOLALIDAD( m) La Molalidad o concentración molal de una solución expresa el número de moles desoluto disueltos en un Kilogramo de solvente .1kilogramo equivale a 1000gramos Si una solución se prepara disolviendo 5 moles de soluto en un kilogramo de solvente , laconcentración de la solución será 5 molal (m ). ¿Qué significa que una solución tenga una concentración 0,8 molal ? Significa que se encuentran 0,8 moles de soluto disueltos en un kilogramo de solvente. Moles de soluto masa M=n° de moles = Kilogramos de solvente PM EJERCICIOS 18
  • 19. 1.- Se disuelven 40 gramos de benceno P.M. = 72 g /mol en éter hasta obtener 360gramos de solución. Determinar la molalidad de la solución. resp = 1,71 molal2.-Calcular la molalidad de una solución que contiene 20 gramos de KNO3 en 600 gramos de solvente. P.M. del soluto = 1 01 g /mol. resp = 0, 31 molal3.- Una solución de preparada con 0,43 moles Mg Cl2 ( P.M. = 95,3 g /mol ) disueltos en 100 g de agua. ¿ Cuál es la concentración molal de la solución ? resp = 4,3 molal4.- Se disuelven 7 gramos de cloruro de sodio ( NaCl ) P. M. = 58,5 g /mol en 80 gramos de agua. La molatidad de la solución es: resp = 0, 1 3 molal5.- Se disuelven 18 gramos de naftaleno en benceno, preparando una solución 0,7 molal. El peso molecular del naftaleno es 128 g /mol. ¿Cuál es la masa de benceno utilizado ? resp = 200 g de benceno6.- Con 23 gramos de una sustancia A se preparan 170 gramos de solución 2,5 molal. El peso molecular de la sustancia A es: resp = 54,76 gramo¡7.-En 800 gramos de solución se disuelven 250 gramos de glucosa ( C6 H12 O6 ). ¿Cuál es la molalidad de la solución ? resp = 2,50 molal8.- Una solución 0,5 molal se ha preparado disolviendo ácido clorhídrico( HCI ) en 50 gramos de agua. ¿Cuál es la masa de soluto utilizado ? resp = 0,91g de soluto9.-Se disuelven 96 gramos de AI(NO3)3 en agua preparando una solución 4,7 molal. ¿Cuál es la masa de agua utilizada ? resp = 108.51 g de agua10.- Una solución 0,75 molal se ha preparado disolviendo HNO3 en 50 gramos de agua. ¿Cuál es la masa de soluto utilizado ? resp := 2,33g de soluto1 1.- Se disuelven 40 gramos de una sal en éter hasta obtener 360 gramos de solución 0,38 molal . Determinar el peso molecular de la sal . resp = 333,33 g 1 mol Pesos atómicos: g /mol Al =27 K=39 N=14 Mg=24 CI=35,5 C= 12 H=1 0 = 16 Na=23 H= 1 19
  • 20. 20