Disoluciones y cálculos de concentraciones

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Los cálculos de concentración de disoluciones no son difíciles, con esta unidad, te quedará todo mucho más claro y además podrás practicar con ejercicios resueltos.

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Disoluciones y cálculos de concentraciones

  1. 1. Disoluciones y cálculos de concentraciones
  2. 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. • Disolución: conjunto formado por el disolvente y el soluto.• Si hay dudas sobre quién es el soluto y quién el disolvente, se consideradisolvente al componente que está en mayor proporción.Disolución Molecular: partículas de soluto son moléculas (azúcar en H2O)Disolución Iónica: las partículas de soluto son iones (NaCl en H2O)
  3. 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 Soluto Disolvente Disolución Ejemplos Sólido Sólido Aleaciones metálicas (acero) Líquido Sólido Líquido Amalgama (Hg más metal) Gas Sólido Hidrógeno ocluído (Pd y Pt) Sólido Líquido Azúcar en agua Líquido Líquido Líquido Alcohol en agua Gas Líquido Amoniaco en agua Sólido Gas ≈ Suspensiones (Humo) Líquido Gas Gas ≈ Suspensiones (aerosoles) Gas Gas Aire
  4. 4.  Según sea la proporción de soluto respecto a la de disolvente: • Saturada: la disolución no admite más soluto, depositándose el exceso en el fondo del recipiente. • Diluida: La cantidad de soluto es muy pequeña respecto a la de disolvente. • Concentrada: la proporción de soluto respecto a la del disolvente es grande. Sólo son posibles si el soluto es muy soluble. 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) • Agitación
  5. 5. Concentración de disoluciones Cantidad de soluto Concentración Cantidad de disolución (o disolvente)• Expresa la relación o cociente entre la cantidad de soluto y la cantidadde disolución o disolvente.• Existen varias formas de expresar la concentración, según sean lasunidades empleadas para medir las cantidades de soluto, de disolución ode disolvente: g solutoConcentración en g/L Concentración en g L L disoluciónTanto por ciento en Peso (%) % en peso g soluto 100 g disolución
  6. 6. Tanto por ciento en volumen (%) % en volumen ml soluto 100 ml disoluciónMolaridad Molaridad moles de soluto L disoluciónMolalidad molalidad moles de soluto Kg disolventeFracción molar: representa el tanto por uno de uno de los componentesen la disolución y es adimensional. Se trata del cociente entre el nº de molesde un componente y el nº total de moles en la disolución moles sol moles disolventeXs Xd moles sol moles disolvente moles sol moles disolventeLa suma de fracciones molares siempre es igual a la unidad →Xs+Xd = 1
  7. 7. Ejercicio 4:Calcula la cantidad de sal que contendrán los 150 cm3 de disolución desal común de concentración 15 g/L g/LSolución:Según la definición de concentración en gramos litro dada, la disolución apreparar contendrá 15 g de sal común en 1 litro de disolución.Calculo la cantidad de sal que contendrán los 150 cm3 de disolución: 15 g sal 150 cm3 disolución 2,25 g de sal 3 1000 cm disoluciónPara 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 salen el agua.• Se completa con agua hasta los 150 cm3
  8. 8. 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 gde HCl % peso 100g disolución 1cm3disol 10.5 g HCl 24.4 cm3disolución 35. g disolución 1.18g disol % volumenEjercicio 6:¿Qué porcentaje en volumen tendrá una disolución obtenida disolviendo 80ml 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
  9. 9. Ejercicio 7:Se dispone de ácido nítrico del 70 % (d = 1,41 g/cm3) y se desea preparar250 cm3 de una disolución 2,5 M. Indicar cómo se procedería MolaridadSolución:Primero calculamos la cantidad de soluto (HNO3) necesario para preparar 250cm3 de disolución de concentración 2,5 M 2,5 moles HNO3 250 cm3 disol . 0,625 moles HNO3 3 1000 cm disol . 63,0 g HNO3 0,625 moles HNO3 39, 4 g HNO3 1 mol HNO3Calculamos ahora el volumen de ácido del 70% que contenga esa cantidad de HNO3 100 g ácido 1cm3 ácido. 39,4 g HNO3 39,9 cm3 ácido 70 g HNO3 1 ,41 g ácidoPara preparar la disolución deberemos medir 39,9 cm3 de ácido del 70 %, echaragua (unos 150 cm3) en un matraz aforado de 250 cm3 y verter el ácido sobre elagua. A continuación añadir más agua hasta completar los 250 cm3
  10. 10. Ejercicio 8:Se disuelven 23g de alcohol etílico (C2H6O) en 36g de agua. Halla la fracciónmolar 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/molCalculamos el número de moles de cada componente: 1 mol 1 mol23 g alcohol 0.5 moles alcohol; 36 g agua 2 moles agua 46 g 18 gCalculamos el número de moles de cada componente: 0 .5 2 Xs 0 .2 Xd 0. 8 0. 5 2 0 .5 2 X2 X d 0.2 0.8 1
  11. 11. Ejercicio 9:Se dispone de una botella de ácido nítrico del 70% (d = 1,41 g/cm3) y sedesea preparar 250 cm3 de una disolución 2,5 M. Indicar cómo seprocederíaSolución:Primero calculamos la cantidad de soluto (HNO3) necesario para preparar250 cm3 de disolución de concentración 2,5 MMasa molecular: M (HNO3) = (1 + 14 + 16 · 3) = 63 u 3 2.5 moles HNO3 63 g HNO3 250 cm dlon 39 .4 g HNO3 1000 cm3 dlon 1 mol HNO3Calculamos ahora el volumen de ácido del 70% que contenga la cantidaddeterminada de HNO3 100 g ácido 1cm3ácido 39.4 g HNO3 39.9 cm3ácido 70 g HNO3 1.41 g ácido
  12. 12. ContinuaciónUna vez calculadas las cantidadesnecesarias, 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

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