Disoluciones y cálculos de concentraciones

Disoluciones 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 considera disolvente al componente que está en mayor proporción. Disolución Molecular: partículas de soluto son moléculas (azúcar en H 2 O) Disolución Iónica: las partículas de soluto son iones (NaCl en H 2 O) Una disolución es una mezcla homogénea (los componentes no se pueden distinguir a simple vista) de dos o más sustancias en proporciones variables.

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 Ejemplos SolutoDisolventeDisolución Sólido Aleaciones metálicas (acero) Líquido Amalgama (Hg más metal) GasSólidoHidrógeno ocluído (Pd y Pt) Sólido Líquido Azúcar en agua Líquido Alcohol en agua Gas LíquidoAmoniaco en agua Sólido Gas ≈ Suspensiones (Humo) Líquido Gas≈ Suspensiones (aerosoles) Gas Aire

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 Depende de varios factores: Naturaleza del soluto y del disolvente Temperatura del proceso (por lo general, la solubilidad aumenta con la T) Agitación Máxima cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de disolvente, a una temperatura fija.

Concentración de disoluciones Concentración en g/L Expresa la relación o cociente entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución o disolvente. Existen varias formas de expresar la concentración, según sean las unidades empleadas para medir las cantidades de soluto, de disolución o de disolvente: Tanto por ciento en Peso (%)

Tanto por ciento en volumen (%) Molaridad Molalidad Fracción molar: representa el tanto por uno de uno de los componentes en la disolución y es adimensional. Se trata del cociente entre el nº de moles de un componente y el nº total de moles en la disolución La suma de fracciones molares siempre es igual a la unidad →X s +X d = 1

Ejercicio 4: Calcula la cantidad de sal que contendrán los 150 cm3 de disolución de sal común de concentración 15 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 cm 3 de disolución: 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 cm 3 y se disuelve la sal en el agua. Se completa con agua hasta los 150 cm3 g/L

Ejercicio 6: ¿Qué porcentaje en volumen tendrá una disolución obtenida disolviendo 80 ml de metanol en 800 ml de agua?. Suponer los volúmenes aditivos 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 % volumen

Ejercicio 7: Se dispone de ácido nítrico del 70 % (d = 1,41 g/cm 3 ) y se desea preparar 250 cm 3 de una disolución 2,5 M. Indicar cómo se procedería Solución: Primero calculamos la cantidad de soluto (HNO 3 ) necesario para preparar 250 cm 3 de disolución de concentración 2,5 M Calculamos ahora el volumen de ácido del 70% que contenga esa cantidad de HNO 3 Para preparar la disolución deberemos medir 39,9 cm 3 de ácido del 70 %, echar agua (unos 150 cm 3 ) en un matraz aforado de 250 cm 3 y verter el ácido sobre el agua. A continuación añadir más agua hasta completar los 250 cm 3 Molaridad

Ejercicio 8: Se disuelven 23g de alcohol etílico (C 2 H 6 O) en 36g de agua. Halla la fracción molar de cada componente. Solución: Calculamos las masas molares de cada componente (soluto y disolvente) M s (C 2 H 6 O) = (2·12 + 6·1 + 16) g/mol = 46 g/mol M d (H 2 O) = (2·1 + 16) g/mol = 18 g/mol Calculamos el número de moles de cada componente: Fracción molar

Ejercicio 9: Se dispone de una botella de ácido nítrico del 70% (d = 1,41 g/cm3) y se desea preparar 250 cm 3 de una disolución 2,5 M. Indicar cómo se procedería Solución: Primero calculamos la cantidad de soluto (HNO 3 ) necesario para preparar 250 cm 3 de disolución de concentración 2,5 M Masa molecular: M (HNO 3 ) = ( · 3) = 63 u Calculamos ahora el volumen de ácido del 70% que contenga la cantidad determinada de HNO 3

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