UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN

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1 UNIDADES QUÍMICAS DE CONCENTRACIÓN

2 M O L A R I D A D 𝑀= 𝑛 (𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) 1 litro de solución
El valor de la molaridad indica: el número de moles de soluto (n) que se encuentran en 1 litro de solución Ejemplo: Al decir que se dispone de una solución 2,5 M de HNO3 en agua Se indica que: 2,5 moles de HNO3 se encuentran en 1 L de solución También: 2,5 moles de HNO3 1 L solución O bien: 2,5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 HNO3 1 L solución

3 ¿Cómo se calcula? 𝑀= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑔 / 𝑀𝑀 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 solución (mL) x 1000 Ejemplo: Se prepara 500mL de solución acuosa de cloruro de calcio (CaCl2) disolviendo 37 gramos de la sal. ¿Cuál es la molaridad de la solución? Datos: Volumen de solución: 500mL Masa de soluto: 37 gramos de CaCl2 Masa molar del soluto: ,5x2= 111 g/mol Reemplazando en la fórmula: M = 37 gramos de CaCl2/ 111 g/mol 500mL x 1000 Obteniendo: M = 0,66 mol/L 

4 Ejercicio 4 MC. Considerando que la masa molar del hidróxido de sodio (NaOH) es 40 g/mol, ¿cuántos gramos de NaOH se deben disolver para obtener 2000 mL de una disolución 0,25 M? A) 10 g B) 15 g C) 20 g D) 25 g E) 40 g Datos: MM NaOH = 40 g/mol Gramos de NaOH = X Volumen de solución= 2000 mL M= 0,25 mL Reemplazando en la ecuación: 0,25mol/L = X / 40 g/mol 2000mL x 1000mL/L Despejando la incógnita: 0,25x2000x =𝑋 Calculando se obtiene: 20g de NaOH

5 FRACCIÓN MOLAR 𝑓𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜= 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 moles totales ("solución")
Indica: el número de moles de un componente en relación con el número de moles totales en la solución 𝑓𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒= 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 moles totales ("solución") 𝑓𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 + 𝑓𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 1

6 ¿Cómo se calcula? Ejemplo:
𝑓𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑔 / 𝑀𝑀 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑔 / 𝑀𝑀 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜+𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 di𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑔 / 𝑀𝑀 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 Ejemplo: Se prepara 550 g de disolución acuosa de cloruro de calcio (CaCl2) disolviendo 37 g de la sal. ¿Cuál es la fracción molar de la sal en la solución? Datos: Masa de solución: 550 g Masa de soluto: 37 gramos de CaCl2 MM del soluto: ,5x2= 111 g/mol Masa de disolvente (H2O): masa de solución – masa de soluto: 550g – 37g: 513 g Calculando: n soluto: 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑔 𝑀𝑀 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 37 𝑔 𝑔/𝑚𝑜𝑙 =0,33 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 n solvente: 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑀𝑀 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 513 𝑔 𝑔/𝑚𝑜𝑙 =28,5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠  Entonces : 𝑓𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜= 𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜+n 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 0,33 0,33+28,5 𝑓𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜=0,01

7 Ejercicio 14 MC. ¿Cuál será la fracción molar del metanol (MM CH3OH = 32 g/mol) en una disolución compuesta por 32% m/m de metanol, 23% m/m de etanol (MM CH3CH2OH = 46 g/mol) y 45% m/m de agua (MM H2O = 18 g/mol)? A) 0,25 B) 0,32 C) 0,54 D) 0,62 E) 0,94 Datos: Composición de la solución: 32% m/m de metanol 23% m/m de etanol 45% m/m de agua Entonces para 100g de disolución la masa de los componentes es: 32 g de metanol 23 g de etanol 45 g de agua Masa molar de los componentes: MM CH3OH = 32 g/mol MM CH3CH2OH = 46 g/mol MM H2O = 18 g/mol

8 Calculando: Moles de soluto1: 𝑔 𝑑𝑒 metanol 𝑀𝑀 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 32 𝑔 32𝑔/𝑚𝑜𝑙 =1𝑚𝑜𝑙 Moles de soluto2: 𝑔 𝑑𝑒 etanol 𝑀𝑀 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 23 𝑔 46𝑔/𝑚𝑜𝑙 =0,5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 Moles de solvente: 𝑔 𝑑𝑒 agua 𝑀𝑀 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 45 𝑔 𝑔/𝑚𝑜𝑙 =2,5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 Calculando: 𝑓𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙= 𝑛 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑛 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙+𝑛 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙+n agua = 1 1+0,5+2,5 =0,25

9 M O L A L I D A D 𝑚= 𝑛 (𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜) 1 𝐾ilogramo de solvente
El valor de la molalidad indica: el número de moles de soluto (n) que se encuentran en 1 Kilogramo de solvente Ejemplo: Al decir que se dispone de una solución 2,5 m de HNO3 en agua Se indica que: 2,5 moles de HNO3 se encuentran en 1 Kg de solvente También: 2,5 moles de HNO3 1 L solvente O bien: 2,5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 HNO3 1 L solución °-°?

10 ¿Cómo se calcula? m = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑔 / 𝑀𝑀 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 solvente (g) x 1000 Ejemplo: Se prepara 550 g de disolución acuosa de cloruro de calcio (CaCl2) disolviendo 37 g de la sal. ¿Cuál es la molalidad de la solución? Datos: Masa de solución: 550 g Masa de soluto: 37 gramos de CaCl2 MM del soluto: ,5x2= 111 g/mol Masa de disolvente (H2O): masa de solución – masa de soluto: 550g – 37g: 513 g Reemplazo: m= 37 𝑔 / 111 𝑔/𝑚𝑜𝑙 513 𝑔 x 1000 g/Kg Cálculo: m= 0,65 g/Kg 

11 Ejercicio 5 MC. La masa molar del metano (CH4) es 16 g/mol. ¿Cuál será la molalidad (m) de una disolución acuosa de concentración 32% m/m de CH4? A)32 /1000 m B)2000 / 68 m C)1000 / 68 m D)16 / 68 m E)136 / 100 m Datos: Solución: 32% m/m de CH4 Masa de solución: 100 g Masa de soluto: 32 g CH4 MM del metano 16 g/mol Masa de disolvente (H2O): masa de solución – masa de soluto: 100g – 32g: 68 g Fórmula: m= 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑔 / 𝑀𝑀 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 solvente (g) x 1000 Reemplazo: m= 32 𝑔 / 16 𝑔/𝑚𝑜𝑙 68 𝑔 x 1000 g/Kg Cálculo: m= 2 𝑚𝑜𝑙 68 𝑔 x 1000 g/Kg es decir m= mol/Kg