Soluciones quimicas

1. SOLUCIONES QUIMICAS 2
CALCULOS RELACIONADOS CON EL % P / P DE SOLUTO Y DENSIDAD DE LA SOLUCION
Si se conocen el porcentaje peso / peso ( o masa / masa ) de soluto y densidad de la solución,
se pueden calcular el porcentaje peso / volumen ( o masa / volumen ) y la fracción molar de
soluto y la molaridad, normalidad y molalidad de la solución:
% P / V = ( % P / P ) × D
Donde:
% P / V : porcentaje peso / volumen o masa / volumen de soluto
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto
D : densidad de la solución medida en [ g / ml ]
Ejemplo: Calcula el % P / V de una solución 16 % P / P de CuSO4 , de densidad 1,18 [ g / ml ]
( 20º C ).
% P / V = 16 % × 1,18 = 18,88 %
10 × D × ( % P / P )
M = —————————
PM
Donde:
M : molaridad de la solución
D : densidad de la solución medida en [ g / ml ]
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto
PM : peso molecular o masa molecular del soluto medida en [ g / mol ]
Ejemplo: Calcula la molaridad de una solución 33 % P / P de HNO3 , de densidad 1,2 [ g / ml ]
( 20º C ).
10 × 1,2 × 33
M = —————— = 6,29
63

2. 10 × D × ( % P / P )
N = —————————
PE
Donde:
N : normalidad de la solución
D : densidad de la solución medida en [ g / ml ]
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto
PE : peso equivalente o masa equivalente del soluto medida en [ g / equiv ]
Ejemplo: Calcula la normalidad de una solución 35 % P / P de H2SO4 , de densidad 1,26 [ g / ml ]
( 20º C ).
10 × 1,26 × 35
N = ——————— = 9
49
1000 × ( % P / P )
m = —––––—————————
( 100 – ( % P / P ) ) × PM
Donde:
m : molalidad de la solución
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto
PM : peso molecular o masa molecular del soluto medida en [ g / mol ]
Ejemplo: Calcula la molalidad de una solución 20 % P / P de NaOH .
1000 × 20
m = —––––————— = 6,25
( 100 – 20 ) × 40
( % P / P ) × PM solvente
X soluto = —––––———————————————————————
( % P / P ) × PM solvente + ( 100 – ( % P / P ) ) × PM soluto
Donde:
X soluto : fracción molar de soluto
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto
PM soluto : peso molecular o masa molecular del soluto medida en [ g / mol ]
PM solvente : peso molecular o masa molecular del solvente medida en [ g / mol ]
Ejemplo: Calcula la fracción molar de soluto en una solución 40 % P / P de HNO3 .
40 × 18
X soluto = —––––————–––————– = 0,16
40 × 18 + ( 100 – 40 ) × 63

3. CALCULOS RELACIONADOS CON LA MASA DE SOLUTO
V × D × ( % P / P ) 100 × m soluto
m soluto = ————————— V = ———————
100 D × ( % P / P )
Donde:
m soluto : masa de soluto medida en [ g ]
V : volumen de la solución medido en [ ml ]
D : densidad de la solución medida en [ g / ml ]
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto
Ejemplo 1: Calcula la masa de soluto que hay en 30 [ ml ] de una solución de HF 20 % P / P de
densidad 1,08 [ g / ml ] ( 20º C ).
30 × 1,08 × 20
m soluto = ——————— = 6,48 [ g ]
100
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución de NaOH 36 % P / P de densidad 1,39 [ g / ml ]
( 20º C ) que contiene 8,01 [ g ] de soluto.
100 × 8,01
V = ————— = 16 [ ml ]
1,39 × 36
M × V × PM 1000 × m soluto
m soluto = —————— V = ———————
1000 M × PM
Donde:
m soluto : masa de soluto medida en [ g ]
M : molaridad de la solución
V : volumen de la solución medido en [ ml ]
PM : peso molecular o masa molecular del soluto medida en [ g / mol ]
Ejemplo 1: Calcula la masa de soluto que hay en 200 [ ml ] de solución 1,5 M de HCl.
1,5 × 200 × 36,5
m soluto = ———————– = 10,95 [ g ]
1000
Ejemplo 2: Calcula el volumen de solución 0,5 M de CH3COOH que contiene 3 [ g ] de soluto.
1000 × 3
V = ————– = 100 [ ml ]
0,5 × 60

4. N × V × PE 1000 × m soluto
m soluto = —————– V = ———————
1000 N × PE
Donde:
m soluto : masa de soluto medida en [ g ]
N : normalidad de la solución
V : volumen de la solución medido en [ ml ]
PE : peso equivalente o masa equivalente del soluto medida en [ g / equiv ]
Ejemplo 1: Calcula la masa de soluto que hay en 50 [ ml ] de solución 2 N de H2SO4 .
2 × 50 × 49
m soluto = —————– = 4,9 [ g ]
1000
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución 2 N de CaCl2 que contiene 11,1 [ g ] de soluto.
1000 × 11,1
V = —————– = 100 [ ml ]
2 × 55,5
m × V × D × PM ( 1000 + m × PM ) × m soluto
m soluto = ———————— V = —————————————–
1000 + m × PM m × D × PM
Donde:
m soluto : masa de soluto medida en [ g ]
m : molalidad de la solución
V : volumen de la solución medido en [ ml ]
D : densidad de la solución medida en [ g / ml ]
PM : peso molecular o masa molecular del soluto medida en [ g / mol ]
Ejemplo 1: Calcula la masa de soluto que hay en 50 [ ml ] de una solución de HCOOH 10,7 m
de densidad 1,08 [ g / ml ] ( 20º C ).
10,7 × 50 × 1,08 × 46
m soluto = —————–————— = 17,8 [ g ]
1000 + 10,7 × 46
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución de HNO3 6,8 m, de densidad 1,18 [ g / ml ]
( 20º C ), que contiene 20 [ g ] de soluto.
( 1000 + 6,8 × 63 ) × 20
V = ———————————– = 56,5 [ ml ]
6,8 × 1,18 × 63

5. CALCULOS RELACIONADOS CON EL NUMERO DE MOLES DE SOLUTO
V × D × ( % P / P ) 100 × n × PM
n = ————————– V = ——————–
100 × PM D × ( % P / P )
Donde:
n : número de moles de soluto medido en [ mol ]
V : volumen de la solución medido en [ ml ]
D : densidad de la solución medida en [ g / ml ]
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto
PM : peso molecular o masa molecular del soluto medida en [ g / mol ]
Ejemplo 1: Calcula el número de moles de soluto que hay en 500 [ ml ] de una solución de CuSO4
16 % P / P y de densidad 1,18 [ g / ml ] ( 20º C ).
500 × 1,18 × 16
n = ———————– = 0,59 [ mol ]
100 × 159,6
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución de KCl 8 % P / P , de densidad 1,05 [ g / ml ]
( 20º C ) , que contiene 0,1 moles de soluto.
100 × 0,1 × 74,6
V = ———————– = 88,8 [ ml ]
1,05 × 8
M × V 1000 × n
n = ——–– V = ———––
1000 M
Donde:
n : número de moles de soluto medido en [ mol ]
M : molaridad de la solución
V : volumen de la solución medido en [ ml ]
Ejemplo 1: Calcula el número de moles de soluto que hay en 20 [ ml ] de una solución de KOH
0,5 M .
0,5 × 20
n = ———— = 0,01 [ mol ]
1000
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución de NH3 2 M , que contiene 0,05 moles de soluto.
1000 × 0,05
V = —————– = 25 [ ml ]

6. 2
m × V × D ( 1000 + m × PM ) × n
n = ———————– V = ———————————
1000 + m × PM m × D
Donde:
n : número de moles de soluto medido en [ mol ]
m : molalidad de la solución
V : volumen de la solución medido en [ ml ]
D : densidad de la solución medida en [ g / ml ]
PM : peso molecular o masa molecular del soluto medida en [ g / mol ]
Ejemplo 1: Calcula el número de moles de soluto que hay en 35 [ ml ] de una solución de HNO3
5,87 m de densidad 1,16 [ g / ml ] ( 20º C ).
5,87 × 35 × 1,16
n = ————————– = 0,174 [ mol ]
1000 + 5,87 × 63
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución de HCOOH 10,7 m y de densidad 1,08 [ g / ml ]
( 20º C ) , que contiene 0,1 moles de soluto.
( 1000 + 10,7 × 46 ) × 0,1
V = ————————————– = 12,9 [ ml ]
10,7 × 1,08
CALCULOS RELACIONADOS CON EL NUMERO DE EQUIVALENTES GRAMO DE SOLUTO
N × V 1000 × n equiv
n equiv = ——–– V = ———––——
1000 N
Donde:
n equiv : número de equivalentes gramo de soluto medido en [ equiv ]
N : normalidad de la solución
V : volumen de la solución medido en [ ml ]
Ejemplo 1: Calcula el número de equivalentes gramo de soluto que hay en 300 [ ml ] de solución
5 N de HBr.
5 × 300
n equiv = ———— = 1,5 [ equiv ]
1000
Ejemplo 2: Calcula el volumen de solución 2,5 N de CuSO4 que contiene 0,5 equivalentes
gramo de soluto.
1000 × 0,5

7. V = ————— = 200 [ ml ]
2,5
PREPARACION DE SOLUCIONES
Si se conocen el porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto y la densidad de una
solución, es posible calcular el volumen que se necesita de esta solución para preparar otra del
mismo soluto.
V2 × D2 × ( P / P )2 V1 × D1 × ( P / P )1
V1 = ————————– V2 = ——————–——
D1 × ( P / P )1 D2 × ( P / P )2
Donde:
V1 : volumen de la solución inicial medido en [ ml ]
V2 : volumen de la solución a preparar medido en [ ml ]
D1 : densidad de la solución inicial medida en [ g / ml ]
D2 : densidad de la solución a preparar medida en [ g / ml ]
( P / P )1 : porcentaje peso / peso o masa / masa de la solución inicial
( P / P )2 : porcentaje peso / peso o masa / masa de la solución a preparar
Ejemplo 1: Calcula el volumen que se requiere de una solución de HF 20 % P / P, de densidad
1,08 [ g / ml ] ( 20º C ), para preparar 200 [ ml ] de una solución del mismo ácido, de
densidad 1,04 [ g / ml ] ( 20º C ) y 10% P / P.
200 × 1,04 × 10
V1 = ———————– = 96,3 [ ml ]
1,08 × 20
Ejemplo 2: Calcula el volumen de solución 15 % P / P de HCOOH , de densidad 1,037 [ g / ml ],
que puede prepararse a partir de 50 [ ml ] de una solución del mismo ácido 33% P / P y de
densidad 1,08 [ g / ml ].
50 × 1,08 × 33
V2 = ——————— = 114,6 [ ml ]
1,037 × 15

8. V2 × M × PM 10 × V1 × D × ( % P / P )
V1 = ————————— V2 = ———————————
10 × D × ( % P / P ) M × PM
Donde:
V1 : volumen de la solución inicial medido en [ ml ]
V2 : volumen de la solución a preparar medido en [ ml ]
M : molaridad de la solución a preparar
PM : peso molecular o masa molecular del soluto medida en [ g / mol ]
D : densidad de la solución inicial medida en [ g / ml ]
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto, de la solución inicial
Ejemplo 1: Calcula el volumen de una solución de HCl 20 % P / P de densidad 1,098 [ g / ml ]
( 20º C ), que se necesita para preparar 500 [ ml ] de solución 1 M , del mismo ácido.
500 × 1 × 36,5
V1 = –——————– = 83,1 [ ml ]
10 × 1,098 × 20
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución 0,5 M de NaOH que se puede preparar a partir
de 5 [ ml ] de una solución 36 % P / P del mismo soluto y de densidad 1,39 [ g / ml ] ( 20º C ).
10 × 5 × 1,39 × 36
V2 = ————————– = 125,1 [ ml ]
0,5 × 40

9. V2 × N × PE 10 × V1 × D × ( % P / P )
V1 = ————————— V2 = ——————————––
10 × D × ( % P / P ) N × PE
Donde:
V1 : volumen de la solución inicial medido en [ ml ]
V2 : volumen de la solución a preparar medido en [ ml ]
N : normalidad de la solución a preparar
PE : peso equivalente o masa equivalente del soluto medida en [ g / equiv ]
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto, de la solución inicial
Ejemplo 1: Calcula el volumen de una solución de H2SO4 35 % P / P de densidad 1,26 [ g / ml ]
( 20º C ) que se necesita para preparar 1000 [ ml ] de una solución 1 N del mismo ácido.
1000 × 1 × 49
V1 = ——————–– = 111,1 [ ml ]
10 × 1,26 × 35
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución 2 N de H2SO4 , que se puede preparar a partir
de 50 [ ml ] de una solución 12 % P / P del mismo ácido y de densidad 1,08 [ g / ml ] ( 20 º C ).
10 × 50 × 1,08 × 12
V2 = ————————— = 66,1 [ ml ]
2 × 49

10. V2 × N × PE 10 × V1 × D × ( % P / P )
V1 = ————————— V2 = ——————————––
10 × D × ( % P / P ) N × PE
Donde:
V1 : volumen de la solución inicial medido en [ ml ]
V2 : volumen de la solución a preparar medido en [ ml ]
N : normalidad de la solución a preparar
PE : peso equivalente o masa equivalente del soluto medida en [ g / equiv ]
% P / P : porcentaje peso / peso o masa / masa de soluto, de la solución inicial
Ejemplo 1: Calcula el volumen de una solución de H2SO4 35 % P / P de densidad 1,26 [ g / ml ]
( 20º C ) que se necesita para preparar 1000 [ ml ] de una solución 1 N del mismo ácido.
1000 × 1 × 49
V1 = ——————–– = 111,1 [ ml ]
10 × 1,26 × 35
Ejemplo 2: Calcula el volumen de una solución 2 N de H2SO4 , que se puede preparar a partir
de 50 [ ml ] de una solución 12 % P / P del mismo ácido y de densidad 1,08 [ g / ml ] ( 20 º C ).
10 × 50 × 1,08 × 12
V2 = ————————— = 66,1 [ ml ]
2 × 49