Calculo de concentraciones
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Para deber de fisicoquimica

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Calculo de concentraciones Presentation Transcript

  • 1. Disoluciones y cálculos de concentraciones
  • 2. Disoluciones Una disolución es una mezcla homogénea (los componentes no se pueden distinguir a simple vista) de dos o más sustancias en proporciones variables. • Debemos distinguir entre: • Soluto: sustancia que se disuelve. • Disolvente: sustancia en la que se disuelve el soluto, que está en mayor proporción. • Disolución: conjunto formado por el disolvente y el soluto.
  • 3. Clasificación de disoluciones Atendiendo al estado físico inicial del soluto y del disolvente: (Recordar que la disolución, suele presentar el mismo estado físico que el estado disolvente). Estado físico Disolución Ejemplos Sólido Aleaciones metálicas (acero) Sólido Amalgamas (mercurio) Gas Sólido Hidrógeno ocluído (Pd y Pt) Sólido Líquido Azúcar en agua Líquido Alcohol en agua Gas Líquido Amoniaco en agua Sólido Gas ≈ Suspensiones (Humo) Gas ≈ Suspensiones (aerosoles) Gas Aire Soluto Disolvente Sólido Líquido Líquido Líquido Gas Sólido Líquido Gas
  • 4. Solubilidad Máxima cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de disolvente, a una temperatura fija. Depende de varios factores: • Naturaleza del soluto y del disolvente • Temperatura del proceso (por lo general, la solubilidad aumenta con la T) •Presión
  • 5. Concentración de disoluciones Concentración Cantidad de soluto Cantidad de disolución (o disolvente) • Expresa la relación o cociente entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución o disolvente. Cualitativamente Disolución Diluida Es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado. Concentrada Tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado.
  • 6. CONCENTRADA • LA CANTIDAD DE SOLUTO PERMANECE CONSTANTE CON EL TIEMPO. • POSEE LA MÁXIMA CANTIDAD DE SOLUTO QUE SE PUEDE DISOLVER EN UNA CANTIDAD DADA DE SOLVENTE. SATURADA • LA CONCENTRACION DEL SOLUTO ES MENOR QUE LA DE LA SOLUCION SATURADA. NO SATURADA • LA CONCENTRACION DEL SOLUTO ES MAYOR QUE LA CONCENTRACION DE UNA SOLUCION SATURADA. SOBRESATURADA
  • 7. UNIDADES FÍSICAS Concentración en g/L Concentración en g L (m/v) Tanto por ciento en Peso (%) % en peso (%m/m) Tanto por ciento en volumen (%) (%v/v) Partes por millón ppm ppm % en volumen g soluto L disolución g soluto 100 g disolución ml soluto 100 ml disolución mg soluto 100 Litrosdiso lución g soluto 6 .10 gsolución
  • 8. UNIDADES QUÍMICAS Molaridad (M) Molalidad (m) Molaridad moles de soluto L disolución molalidad moles de soluto Kg disolvente Fracción molar X Es adimensional. Moles de solución= moles de soluto +moles de solvente moles..soluto X soluto moles.totales.de.solución moles..solvente X solvente moles.totales.de.solución X soluto + X solvente 1
  • 9. Normalidad Es la cantidad de equivalentes químicos (Eq)de soluto presentes en un litro de solución. Normalidad Equivalent ..de..soluto..total e Litros..de..solución Eq Eq soluto N Peso.molecular.soluto número..de..iones soluto .TOTAL Masa.del.soluto.total un..equivalente..de..soluto Eq..soluto.total Vsolución
  • 10. Soluto Número de iones Equivalente del soluto (Eq) EQUIVALENTE DEL SOLUTO TOTAL H2SO4 2 98/2=49 Masa del soluto/49 Na(OH) 1 40/1=40 Masa del soluto/40 Ca3(PO3)2 3 278/3=92,66 Masa del soluto/92,66 Ejemplo: Calcular la normalidad de una solución acuosa de hidróxido de sodio que contiene 10 gramos de soluto en un 2 litros de solución. SOLUCIÓN: De la tabla anterior: Eq total=10 gramos/40=0,25 NORMALIDAD=0,25/2L=0,125N NORMALIDAD =MOLARIDAD × NÚMERO DE IONES O VALENCIA
  • 11. Ejercicio 4: Calcula la cantidad de sal que contendrán los 150 cm3 de disolución de sal común de concentración 15 g/L g/L Solución: Según la definición de concentración en gramos litro dada, la disolución a preparar contendrá 15 g de sal común en 1 litro de disolución. Calculo la cantidad de sal que contendrán los 150 cm3 de disolución: 150 cm3 disolución 15 g sal 3 1000 cm disolución 2,25 g de sal Para preparar la disolución sigo los siguientes pasos: • Se pesan 2,25 g de sal. • En un vaso se echa una cantidad de agua inferior a 150 cm3 y se disuelve la sal en el agua. • Se completa con agua hasta los 150 cm3
  • 12. Ejercicio 5: Tenemos una disolución de HCl de concentración 35 % (d = 1,18 g/cm3). Determinar el volumen que se debe tomar si se desea que contenga 10,5 g de HCl % peso 100g disolución 1cm3disol 10.5 g HCl 35. g disolución 1.18g disol 24.4 cm3disolución % volumen Ejercicio 6: ¿Qué porcentaje en volumen tendrá una disolución obtenida disolviendo 80 ml de metanol en 800 ml de agua?. Suponer los volúmenes aditivos Volumen disolución 80 800 880 ml 80 ml alcohol % volumen 100 9.1% 880 ml disolución
  • 13. Ejercicio 7: Se dispone de ácido nítrico del 70 % (d = 1,41 g/cm3) y se desea preparar 250 cm3 de una disolución 2,5 M. Indicar cómo se procedería Molaridad Solución: Primero calculamos la cantidad de soluto (HNO3) necesario para preparar 250 cm3 de disolución de concentración 2,5 M 250 cm3 disol . 2,5 moles HNO3 3 1000 cm disol . 0,625 moles HNO3 63,0 g HNO3 1 mol HNO3 0,625 moles HNO3 39, 4 g HNO3 Calculamos ahora el volumen de ácido del 70% que contenga esa cantidad de HNO3 100 g ácido 1cm3 ácido. 39,4 g HNO3 70 g HNO3 1 ,41 g ácido 39,9 cm3 ácido Para preparar la disolución deberemos medir 39,9 cm3 de ácido del 70 %, echar agua (unos 150 cm3) en un matraz aforado de 250 cm3 y verter el ácido sobre el agua. A continuación añadir más agua hasta completar los 250 cm3
  • 14. Ejercicio 8: Se disuelven 23g de alcohol etílico (C2H6O) en 36g de agua. Halla la fracción molar de cada componente. Solución: Calculamos las masas molares de cada componente (soluto y disolvente) Ms (C2H6O) = (2·12 + 6·1 + 16) g/mol = 46 g/mol Md (H2O) = (2·1 + 16) g/mol = 18 g/mol Calculamos el número de moles de cada componente: 1 mol 23 g alcohol 46 g 0.5 moles alcohol; 1 mol 36 g agua 18 g Calculamos el número de moles de cada componente: Xs X2 0 .5 0 .2 Xd 0. 5 2 X d 0.2 0.8 1 2 0 .5 2 0. 8 2 moles agua
  • 15. Ejercicio 9: Se dispone de una botella de ácido nítrico del 70% (d = 1,41 g/cm3) y se desea preparar 250 cm3 de una disolución 2,5 M. Indicar cómo se procedería Solución: Primero calculamos la cantidad de soluto (HNO3) necesario para preparar 250 cm3 de disolución de concentración 2,5 M Masa molecular: M (HNO3) = (1 + 14 + 16 · 3) = 63 u 2.5 moles HNO3 63 g HNO3 250 cm dlon 1000 cm3 dlon 1 mol HNO3 3 39 .4 g HNO3 Calculamos ahora el volumen de ácido del 70% que contenga la cantidad determinada de HNO3 100 g ácido 1cm3ácido 39.4 g HNO3 39.9 cm3ácido 70 g HNO3 1.41 g ácido
  • 16. Continuación Una vez calculadas las cantidades necesarias, procedemos a preparar la disolución: • En primer lugar deberemos medir 39,9 cm3 del ácido del 70 % • A continuación echar agua (unos 150 cm3) en un matraz aforado de 250 cm3 y verter el ácido sobre el agua. • Por último añadir más agua con cuidado (con ayuda de una pipeta) hasta completar los 250 cm3 → Enrasado