FMH Chi 2012.-Soluciones

CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES

CONCENTRACIÓN DE LAS SOLUCIONES

QUIMICA MÉDICA

Mg. Helda C. Del Castillo C.

2012

• Unidades químicas de masa: masa molar. Densidad, presión y temperatura. Soluciones. Expresión de las concentraciones químicas: mEq, mM y mOsm. Expresión de las concentraciones físicas. %(m/m), % (m/v) y %(v/v); ppm.

Solución = ???

La sustancia disuelta = ???; El solvente es = ???.

p.ej., en una solución acuosa de NaCl, el cloruro de sodio es = ???, el solvente = ???.

p.ej., el agua y el metanol, CH3OH, la designación de solvente y soluto puede ser completamente arbitraria.

Aire, aleaciones

Una Solución es una mezcla homogénea compuesta de un soluto disuelto en un solvente

El solvente es el compuesto presente en mayor cantidad

El soluto y el solvente pueden existircomo moléculas o iones

Las soluciones pueden existir en cualquierade los tres estados de la materia

4

COMPONENTES DE UNA DISOLUCIÓNCOMPONENTES DE UNA DISOLUCIÓN

5

Un disolvente es un líquido o un gas en el que se hadisuelto algún otro material (líquido, sólido o gaseoso)

llamado soluto.

Soluto Solvente Solución

Soluto (se encuentra en menor proporción).Disolvente o solvente(se encuentra en mayor proporción y

es el medio de dispersión).

¿qué cantidad de un soluto se encuentra disuelto en un solvente para formar una solución? o en otras palabras, ¿cuál es la concentración de una solución?

Concentración

Expresionesrelativas

Expresionescuantitativas

diluido concentradoExpresionesPorcentuales

Partes por millón(ppm)

% en masa% (m/m)

% volumen-volumen% (v/v)

% masa-volumen% (m/v)

Unidades Químicas

Molaridad

Osmolaridad

Normalidad

MolalidadUnidades Físicas

Unidades de masa por unidades de volumen 20kg de KCl/L solución

Masa del soluto por masa del solvente 5.2 gr de NaCl en 100 gr de agua

Expresiones Relativas• Soluciones Diluidas

– Contiene una cantidad relativamente pequeña de soluto.

– Ejemplo, un refresco de limonada “ralo” contiene poca cantidad de jugo de limón en relación a la cantidad de solvente; que es el agua.

• Soluciones Concentradas– Contiene una cantidad

relativamente grande de soluto.– Ejemplo, un fresco “fuerte” es

concentrado. Contiene una mayor cantidad de jugo limón disuelta.

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Expresionescuantitativas

Soluciones porcentuales

I. PORCENTAJE EN MASA: (%m/m)(%g/g)• Expresa la masa en gramos de soluto por

cada 100 g de disolución.• msoluto % masa (g) = ————————— · 100

msoluto + mdisolvente

masa soluto% (masa/masa) = x 100%

masa soluciónmasa solución = masa soluto + masa solvente

masa soluto% (m/v) = x 100%

volumen solución

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II. PORCENTAJE MASA-VOLUMEN : (%m/v)(%g/v)

Este método expresa la concentración en gramos de soluto por 100 mL de solución.


III. PORCENTAJE EN VOLUMEN: (%v/v)

• Se obtiene dividiendo el volumen del soluto entre el volumen total de la solución y multiplicando por 100.

volumen soluto% (v/v) = x 100%

volumen solución


1. ¿Qué masa de una solución de NaCl al 5% m/m contiene 3.2 gr de NaCl.?

a) Una solución al 5% contiene 5 gr de NaCl en 100 gr de solución

Puede hacerlo por una simple regla de tres.• Una solución al 5% contiene :

5 gr de NaCl -------- 100 gr de solución• 3.2 -------- X• X= (3.2x100)/5 = 64 gr de solución.

Ejercicios: porcentaje en masa

• Se prepara una solución mezclando 1.00 g de etanol, con 100.0 g de agua. Calcule el % en masa del etanol en esta solución.

• Calcule la cantidad en gramos de azúcar que se deben disolver en 825 g de agua para preparar una solución al 20.0%.

• Resuelva este problema siguiendo el ejemplo anterior

– Respuesta: 206.25 g

2

1.00g etanol% (m/m) = x 100% =

100.0g H O + 10.9

.00g etan90% e

oltanol

masa de solución

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– Calcule el porcentaje de cloruro de sodio si se disuelven 19.0 g de esta sal en suficiente cantidad de agua para hacer 175 g de solución.

– Calcule el porcentaje de cloruro de sodio si se disuelven 8.50 g de esta sal en suficiente cantidad de agua para hacer 95.0 g de solución.

• Resuelva este problema siguiendo el ejemplo anterior– Respuesta: 8.95%

19.0g sal% (m/m) = x 100% =

175g sol10.9%

uciónNaCl

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• Calcule el número de gramos de agua que deben agregarse a 10.0 g de NaNO3 para preparar una solución acuosa al 2.00%.

• Calcule el número de gramos de agua que deben agregarse a 5.85 g de KCl para preparar una solución acuosa al 5.00%.

• Resuelva este problema siguiendo el ejemplo anterior

– Respuesta: 111.15

33

98.0g agua10.0g NaNO x 490 g agua

2.00g NaNO

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– Calcule el número de gramos de soluto que deben disolverse en 350 g de agua para preparar una solución de sulfato de potasio al 15.0%.

b) X g x 100% = 15% X = 61.7g soluto

Xg+ 350g

– Calcule el número de gramos de soluto que deben disolverse en 15.0 g de agua para preparar una solución de cloruro de potasio al 10.0%.

• Resuelva este problema siguiendo el ejemplo anterior– Respuesta: 1.67 g

22

15.0g Soluto350g H O x 61.7 g soluto

85.0g H O

2.¿Cómo preparo 50 gr de una solución al 12% m/m a partir de BaCl2 .2H2O y agua destilada?.Una solución al 12% debe contener 12 gr de BaCl2 por 100 gr de soluciónSi quiero preparar 50 gr de solución ésta debe contener 6 gr

El PM del BaCl2 = 208 pero el de BaCl2 .2H2O = 244Es decir 208 gr de BaCl2 están contenidos en 244 de BaCl2 .2H2O 6 gr estarán en: 6(244/208)= 7.04 gr de BaCl2 .2H2O

50gr de solución – 7.04 gr de sal = 43 gr de aguaSe pesan 7.04 g de BaCl2 .2H2O y se anaden 43 g de agua.

Ejercicios: porcentaje en masa

Ejercicios: porcentaje masa- volumenmasa soluto

% (m/v) = x 100% volumen solución

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1. Calcule el % (m/v) de una solución que se prepara disolviendo 22.0 g de metanol (CH3OH) en etanol

(C2H5OH) para dar 100 mL de solución.|

2. Calcule el % (m/v) de una solución que se prepara disolviendo 4.20 g de NaCl en agua para dar 12.5 mL de solución.

R.. (33.6%)

22mL metanol% (m/v) = x 100% = 22.0 % (m/v)

100mL solución

• Se ha pesado 2,25 g de NaCl y se disuelve con 250 mL de agua destilad. Determinar el % de la solución y de acuerdo al resultado mencionar si se trata de un suero fisiológico:

• Desarrollo• % soluto (p/v) = 2,25 g x 100 = 0,9 %• 250 mL• Se trata de un suero fisiológico ya que se

encuentra a la concentración del 0,9%

volumen soluto% (v/v) = x 100%

volumen solución

Ejercicios: porcentaje volumen- volumen

• El volumen de la solución no puede considerarse aditivo (excepto en soluciones muy diluidas). Ejemplo

• es decir que no es correcto sumar el volumen del soluto más el volumen del solvente.

• POR QUE????!!!

50mL de agua + 50mL de alcohol etílico 100mL de solución

• Porque se da una contracción del volumen de la solución por formación de puentes de hidrógeno.

22

23

25.0 mL alcohol% (p/p) = x 100%

125 mL solución

1. Calcule el % en volumen de una solución de alcohol isopropílico preparada mezclando 25.0 mL de alcohol con suficiente agua para dar un volumen total de 125 mL de solución

v/v

2. Calcule el % en volumen de una solución de alcohol etílico preparada mezclando 10.5 mL de alcohol con suficiente agua para dar un volumen total de 50.0 mL de solución.

R: 21%)

24

3. Un vino contiene 12.0% de alcohol por volumen. Calcular el número de mL de alcohol en 225 mL de vino.

– a)12.0 mL alcohol

225 mL vino x = 27.0 mL alcohol100 mL vino

Molaridad (M)Es la cantidad de moles de soluto por litro de

solución.

nnMolaridad = ——————— V (L)

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moles de solutoM = molaridad =

litro de solución

n =m(g) también: : n= M x V PM

n= número de moles

1).

• masa(g)soluto2. - Molaridad = ——————— PMsoluto ·V (L)

• m = masa del soluto • PM = peso molecular del soluto.

• V (L) = volumen de la disolución en litros

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1. Calcule la molaridad de una solución preparada disolviendo 1.50 g de Nitrato de sodio (NaNO3) en 125 mL de solución.

n = 1.5gr = 0.0176 moles 85gr/mol 0.0176 moles Molaridad = ———————= 0.14 M

0.125 L

2. Calcule la molaridad de una solución preparada disolviendo 0.524 g de carbonato de sodio (Na2CO3) en 250 mL de solución. R= ?(0.02 M)

Ejercicios: molaridad (M)

28

3. Calcule cuantos gramos de hidróxido de potasio se necesitan para preparar 625 mL de solución de KOH 0.350 M.a) Hallando número de mol:Reemplazamos en n= M x V n = 0.35 mol/L x 0.625L = 0.21875 moles

b) Para hallar gramos: g g n n = ——

PM PM despejamos g g = n x PM = n x PM = 0.21875 moles x 56 = 12.25 g

4.Calcule cuántos gramos de bromuro de potasio se necesitan para preparar 500 mL de solución de KBr (MW=119) 0.125 M .R = ?????(7.44 gr)

30

5. Calcule el volumen de una solución 0.525 M que se puede preparar con 11.5 g de carbonato de potasio (K2CO3).De la expresión: masa(g)soluto

Molaridad = ——————— PMsoluto · V(L)

– Despejamos masa(g)soluto 11.5 g

V (L) = ———————=----------------------------------- PMsoluto ·M 138 g/mol x 0.525

moles

– = 0.158 L

6. Calcule el volumen de una solución 0.132 M que se puede preparar con 1.75 g de sulfuro de sodio (Na2S). (R=?????.170 L)

7. ¿ Cuál es la molaridad de la disolución obtenida al disolver 12 g de NaCl en agua destilada hasta

obtener 250 ml de disolución?

Expresado en moles, los 12 g de NaCl son: m 12 g n = = = 0,2 moles NaCl M 58,44 g/mol

La molaridad de la disolución es, pues:

0,2 moles M = = 0,8 M 0,250 L

32

Normalidad

• La concentración normal o normalidad (N), se define como el número de equivalentes de soluto por litro de solución:

33

equivalentes de solutoN =

Litros de solución

neq gsoluto

Normalidad = —— = ———————= V (L) Peq.soluto ·V (L)

Peq ═ PM val

gsoluto · valN = ———————— PM.soluto ·V (L)

neq = número de equivalentes

El peso equivalente de un ácido o una base es igual a:

ácido o base - +

peso fórmula en gramosp-eq =

# de iones OH ó H transferidos

Para convertir N a molaridad:N = molaridad x valencia

miliequivalentes

• por ultimo, "mili" significa milesima parte de ...., entonces si el n° eq lo quieres expresar en milieq, tienes que multiplicarlo por mil,

1 eq = 1000 milieq

Ejercicios:

peso fórmula en gramos 74 gp-eq = = = 37 g

2 2

37

1. Calcular el peso equivalente de cada uno de los siguientes compuestos:

– H2SO4 en una reacción en la cual solamente es remplazado un ion H+.

2. Ca(OH)2 en donde ambos iones OH- son remplazados.


1 1


2 2

– El peso equivalente de una sal puede definirse en función del empleo de la sal como ácido o base. se calcula dividiendo el peso fórmula entre el numero de cargas † (positivas) o −

– (negativas) que presente la sal.• Calcular el peso equivalente de cada una de las

siguientes sales:–AlCl3

–CaSO4

peso fórmula en gramos 135.5 gp-eq = = = 44.5 g

3 3

38

peso fórmula en gramos 136 gp-eq = = = 68.0 g

2 2

39

–Al2(SO4)3

peso fórmula en gramos 342 gp-eq = = = 57.0 g

6 6

Ejercicios :1. Calcular la normalidad de una solución de H3PO4 que

contiene 2.50 g de ácido en 135 mL de solución en reacciones que se remplazan los tres hidrógenos.

• neq gsoluto

Normalidad = —— = ———————= V (L) Peq.soluto ·V (L)

Solución:

• Calculamos el peso equivalente para luego reemplazar en la ecuación anterior, pues ya conocemos g, y V como datos.

40

• Peq ═ PM ═ 98

• val 3

• = 32.7

• 2.5gsoluto

Normalidad = ———————= 0.566 N 32.7 x 0.135 (L)

2. Calcular la normalidad de una solución de NaOH que contiene 3.75 g de hidróxido en 125 mL de solución. (0.75N)

• 3.75g

Normalidad = ———————= 0.75eq/L 40g x 0.125 (L)

PRESION OSMOTICA - OSMOLES - MILIOSMOLES

• Las membranas del organismo, celular y capilar, permiten el paso del agua a través de ellas.

• Cuando una solución de mayor concentración se halla de un lado de una membrana semipermeable (permite el paso de

• agua pero no de solutos) y otra de menor concentración en el opuesto, se crea una presión osmótica a través

• de la membrana. • El agua pasa entonces del lado de menor concentración al de

mayor concentración y diluye la solución hasta que las concentraciones en ambos lados de la membrana se igualan. El movimiento del agua para igualar las concentraciones se denomina ósmosis.

• La presión osmótica es la presión que se debe aplicarsobre la solución de mayor concentración para impedir el paso del solvente (ósmosis)a través de la membrana.

• El osmol es una unidad biológica que se usa para soluciones que tienen actividad osmótica.

• El osmol resulta ser una unidad muy grande para los fenómenos biológicos, se usa con mayor frecuencia la subunidad miliosmol(mosmol) que es más representativa;

• La osmolaridad del organismo es de 280-300 mOsm/L, ello permite la supervivencia del ser humano.

Tonicidad• La mayoría de los líquidos corporales tiene una presión osmótica

que concuerda con la de una solución de cloruro de sodio a 0.9 % y se dice que una solución es isosmótica con los líquidos fisiológicos.

• Los soluciones isotónicas con respecto unas de otras ejercen la misma presión osmótica, o sea contienen la misma concentración de partículas osmóticamente activas.

• Cuando se habla de soluciones isotónicas en el laboratorio suele tratarse de las soluciones que tienen la misma presión osmótica del plasma sanguíneo, que es aproximado de 300 miliosmoles / litro. Las soluciones fisiológicas de concentración menor de 300 son hipotónicas y si su concentración es mayor se denominan hipertónicas.

• Una solución es isotónica con respecto a una célula viva cuando no ocurre ganancia ni pérdida neta deagua en la célula, tampoco se produce ningún cambio de la célula cuando entra en contacto con la solución.

• Las unidades para expresar la presión osmótica se denominan Osmoles (Osm); se puede utilizar una subunidad del Osmol, el miliosmol (mOsm) que corresponde a Osm/1000.

• Cuando las sustancias no se disocian en partículas más pequeñas, por ejemplo la glucosa o la úrea, 1 Mol es igual a 1 Osm.

• Esto también se aplica a las sustancias cargadas eléctricamente:

Osmol = M x número de partículas

• Para la glucosa : 1 Mol = 180 gramos = 1 Osm• Para el sodio : 1 Mol = 23 gramos = 1 Osm = 1

Eq• 1 mMol = 23 mgm = 1 mOsm = 1 mEq

• Cuál es la Osmolaridad del Na Cl 1M?• El NaCl se disocia en dos partículas. Por lo que :• Osmol = M x número de partículas• Osmol = M x 2 = 2 Osm• A cuantos gramos y miligramos equivalen?

Para el NaCl 1 Mol = 58,5 gm = 2 osmol• 1 mMol = 58,5 mgm = 2 mOsm

13/04/23 51

A un paciente joven de 18 años se le toma una muestra de sangre, encontrando el siguiente perfil:Sodio 145 mEq/L, potasio 4,5 mEq/L, cloro 105 mEq/L, calcio 9,8 mEq/L. Se desea:(a) Determinar los miliosmoles/L de dichos elementos:

(b) Determinar los miliosmoles/L de la glucosa que se encuentra a una concentración de 180 mg% y de la urea que se encuentra a 90 mg%:

(c) De acuerdo a sus resultados anteriores diga si el paciente tiene la miliosmolaridad dentro del rango normal de 280-300 mOsm/L:

Osmolaridad = nº partículas x M

Datos: Sodio 145 mEq/L, potasio 4,5 mEq/L, cloro 105 mEq/L, calcio 9,8 mEq/L.

a) Cálculo de las miliosmoles:Para convertir N a molaridad:

N = molaridad x valencia• Convertimos meq. a milimoles: como la valencia del Na es 1

las milimoles serán 145 .• Hallamos osmolaridad del Na:• mOsM= nº partículas x M= 1 x 145 = 145 miliOsmoles de Na+

13/04/23 52

• Hallamos osmolaridad del K:• Convertimos meq. a milimoles: como la valencia del K es 1 las

milimoles serán 4.5 .• mOsM= nº partículas x M= 1 x 4.5 = 4.5 miliOsmoles/L de K+

• Hallamos osmolaridad del Cl▬Convertimos meq. a milimoles: como la valencia del Cl es 1 las milimoles serán 105 .

• mOsM= nº partículas x M= 1 x 105 = 105 miliOsmoles/L de Cl−

• En el caso del calcio: calcio 9,8 mEq/L. • N = molaridad x valencia

M = N ═ 0.0098 Eq. 0.0049 mol valencia 2

que equivale a 4.9 milimoles.Cálculo de las miliosmoles.

mOsmoles= 1 x 4.9= 4.9 miliosmoles/L de Ca++

5313/04/23

b) Determinar los miliosmoles/L de la glucosa que se encuentra a una concentración de 180 mg% y de la urea que se encuentra a 90 mg%:

• Cálculo de la molaridad: Glucosa

n = 0.180 g = 0.001moles 180gr/mol 0.001moles Molaridad = ———————= 0.01M

0.1L• Cálculo de la osmolaridad: Glucosa• Nota. 0.01 moles = 10 milimoles

13/04/23 54

mOsmoles= 1 x 10milimoles = 10miliosmoles/L de glucosa

• Cálculo de la molaridad: úrea

n = 0.090 g = 0.0015moles 60gr/mol 0.0015moles Molaridad = ———————= 0.015M

0.1L• Cálculo de la osmolaridad: úrea• Nota. 0.015 moles = 15 milimoles

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mOsmoles= 1 x 15milimoles = 15miliosmoles/L de úrea

c) Para saber si la osmolaridad se encuentra dentro de los rangos normales ,se suman las osmolaridades de cada una de las sustancias:

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mOsmoles= 145 mOsmoles de Na+ + 4.5 mOsmoles de K+

+105mOsmoles de Cl− + 4.9 mosmoles/Lde Ca++ + 10mosmoles/L de glucosa +15mosmoles/L de úrea =

284.4mOsmol/L

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Un paciente de 68 kg de masa corporal, ha perdido el 8% de su peso corporal debido a la diarrea que padece. Se realiza un análisis de los electrolitos y se encuentra un déficit de 125 mEq/L de sodio , de 125 mEq/L de NaHCO3 y de 110 mEq/L de potasio. Se desea:(a) Determinar cuántos mEq/L y mOsm/L de electrolitos ha perdido el paciente:

(b) Se desea reponer los electrolitos perdidos, para ello contamos con 1 litro de dextrosa al 5%; ampollas de 10 mL de cloruro de sodio al 20% (Hipersodio); ampolla de 10 mL de bicarbonato de sodio al 8,4%, y ampolla de 10 mL de cloruro de potasio al 14,9 % (Kalium). Determinar los mOsm totales de las soluciones anteriores:(c) Determinar cuántos litros se debe administrar al paciente para compensar las perdidas de electrolitos:

• Datos: déficit de sodio de 125 mEq/L, de 125 mEq/L de NaHCO3 y de 110 mEq/L de potasio.

• (a) Determinar cuántos mEq/L y mOsm/L de electrolitos ha perdido el paciente:

• Total de mEq /L de electrolitos perdidos:125 mEq+125 mEq+110 mEq 360 mEq/L═

Total de mOsm /L de electrolitos perdidos:Nota:

de acuerdo al problema anterior, cuando la valencia es 1 los mEq y milimoles tienen el mismo valor.

Si se produce una sola partícula la osmolaridad tendrá el mismo valor que la molaridad. (caso de sodio y potasio)

En el caso de NaHCO3 producirá 2 partículas, por lo que el total de mOsm será = 2 x 125 =250 mOsm Por lo tanto:

Total de mOsm /L de electrolitos perdidos:125 mOsm+250 mOsm+110 mOsm 485 mOsm/L═

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b) Determinar los mOsm totales de las soluciones siguientes: 1 litro de dextrosa al 5%; ampollas de 10 mL de cloruro de sodio al 20% (Hipersodio); ampolla de 10 mL de bicarbonato de sodio al 8,4%, y ampolla de 10 mL de cloruro de potasio al 14,9 % (Kalium).

Cálculo de la molaridad: Dextrosa (Glucosa)n = 50 g = 0.28moles

180gr/mol

0.28moles Molaridad = ———————= 0.28M

1 L Cálculo de la osmolaridad: Dextrosa (Glucosa) OsM = 1 x 0.28 = 0.28 osmoles = 280 miliosmoles/L

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Cálculo de la molaridad:ampollas de 10 mL de cloruro de sodio al 20% (Hipersodio)

• De la expresión: masa(g)soluto 20 g Molaridad = ——————— =——————— = 0.0034M

PMsoluto · V(L 58.5 g/mol x 0.010

Cálculo de la osmolaridad:

OsM = 2 x 0.0034= 0.0068 osmol/L = 6.8 m0smol/L , pero la ampolla tiene 10mL, entonces habrá 0.068 mOsmol.

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Cálculo de la molaridad:ampolla de 10 mL de bicarbonato de sodio al 8,4%,

De la expresión: masa(g)soluto 8.4 g Molaridad = ——————— =——————— = 0.001M

PMsoluto · V(L 84 g/mol x 0.010


OsM = 2 x 0.001= 0.002 Osmol/L = 2m0smol/L , pero la ampolla tiene 10mL, entonces habrá 0.02 mOsmol de NaHCO3

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13/04/23 62

Cálculo de la molaridad: ampolla de 10 mL de cloruro de potasio al 14,9 % (Kalium).

De la expresión: masa(g)soluto 14.9g Molaridad = ——————— =——————— = 0.2M

PMsoluto · V(L 74.5 g/mol x 0.010


OsM = 2 x 0.2= 0.4 Osmol/L = 400m0smol/L , pero la ampolla tiene 10mL, entonces habrá 4 mOsmol de KCl

c) Determinar cuántos litros se debe administrar al paciente para compensar las perdidas de electrolitos:

En una persona normal, el total de agua corporal corresponde aproximadamente al 60% del peso corporal, para un peso de 70kg sería de 42 litros.

En el paciente del ejemplo que pesa 68 kg. El agua corporal será de 40.8 L y si ha perdido el 8% de su masa corporal, esto significa que ha perdido 5.44 Kg. , el líquído a reponer corresponderá al 60% de este valor que es aproximadamente 3.3 litros.

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EJERCICICIOSCOMBINADOS

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1.-Se ha preparado 250 mL de Fluorinet (solución de toques) que se usa en niños para evitar el cálculo dental; para ello se ha adicionado 63 g de NaF en dicha solución.Calcular la molaridad de la solución:

En la célula parietal del estómago se ha generado 43,6 g de HCl por litro. Determinar la normalidad de dicho ácido:

De la expresión: masa(g)soluto 63 g Molaridad = ——————— =——————— = 0.375M

PMsoluto · V(L 42g/mol x 0.250

gsoluto · val 43.6g x 1

N = ———-=--------= 1.19 Eq/L PM.soluto ·V (L) 36.5 x 1

2.- Determinar % en peso, M y N de una disolución de ácido sulfúrico que contiene 14,7 gramos de dicho ácido en 750 ml de agua, si su densidad es de 1,018 Kg/l

Los datos que tenemos corresponden a los gramos de soluto (14,7, que expresados también en moles será: n= g/Pm = 14,7/98 = 0,15 moles), así como el volumen del disolvente, agua, cuya densidad es 1 g/ml, por lo que los gramos de disolvente serán también 750 g, mientras que los gramos de disolución serán 14,7 + 750 = 764,7 g de disolución .

Teniendo en cuenta este dato y la densidad de la disolución, determinamos el volumen de la misma a partir de la expresión que define la densidad :

• a)-Hallando % EN PESO: los gramos de soluto (14,7 g) y los gramos totales (de disolución = 764,7 g) y así:

b)Hallando MOLARIDAD: masa(g)soluto

Molaridad = ——————— PMsoluto · V(L)

14.7g Molaridad = ——————--------— = 0.2 mol/L

98g/mol x 0. 75218 L

c) NORMALIDAD: Al tratarse del ácido sulfúrico, cuya molécula tiene dos Hidrógenos lo

su valencia es 2

gsoluto · valN = ———————— PM.soluto ·V (L)

14.7g x 2N = ———————— = 0.4N 98g/mol x 0. 75218 L

3.- Determinar , M , N de una disolución de ácido clorhídrico del 18,43% en peso y densidad 1,130 g/ml

• RESOLUCIÓN: • 1.Cálculo de la Molaridad Método (1)• El primero de los cálculos es siempre la determinación

del peso molecular del soluto, en este caso del: HCl => 1 + 35,5 = 36,5 .

• Determinamos la masa de la disolución correspondiente a 1000 mililitros, partiendo de la densidad de la misma (1,13 g/ml), que es:

• masa = v.d = 1000 . 1,13 = 1130 g

• De esta cantidad sabemos que el 18,43% es soluto y así: g soluto = 1130 . 0,1843 = 208,26 g soluto(HCl)

• Calculamos moles: n = 208,26/36,5 = 5,70 moles

• Finalmente calculamos Molaridad:

n n 5,70 Molaridad = ———————= = 5.7 M V (L) 1L

• Método (2)Calculamos Molaridad: utilizando la expresión:

• % x ddn 18.43% x 1.130 g · L-1 M= ———— = ————————— = 5.70 M 100 .PM 100 x 36.5 g · mol-1

2.Cálculo de la Normalidad

• N = M x v = 5,70 x 1 = 5,70 Normal

4.- Determinar % ,y N de una disolución de hidróxido de sodio 5,64 Molar y densidad 1,19 g/ml. RESOLUCIÓN

• Determinamos el peso molecular del soluto, que en este caso es: NaOH => 23 + 16 + 1 = 40.

• También partiendo del dato inicial, determinamos la masa de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,19 g/ml), que es en 1000mL:m = v.d = 1000mL . 1,19 g/ml. = 1190 g

• A partir de la molaridad (dato del problema) calculamos gramos de soluto:

•g = M. V. PM

g = 5,64 x 1 x 40 = 225,48 g de soluto.• Cálculo del %: (en peso)

• msoluto % masa (g) = ————————— · 100 msoluto + mdisolvente

225,48 g• % masa (g) = ————————— · 100═ 18.95% 1190 g

• Cálculo de la Normalidad :• N= M x valencia• N= 5,64 x 1 = 5.64 N

5.- Hallar los gramos de ácido sulfúrico contenidos en 46 mL de una disolución 1/6 N.

• La Normalidad de una disolución es el número de equivalentes químicos de soluto que hay por cada litro de disolución. Por lo que, teniendo en cuenta que el ácido sulfúrico: H 2 SO 4 tiene de “valencia” 2 (contiene 2 H), la

expresión de la Normalidad nos quedará:

y de ahí, al sustituir los valores que conocemos, entre los cuales está también la masa molecular o peso moleculardel H 2 SO 4 (2x1,00 )+ (1x32,00 + (4x16,00 )= 98 g/mol) nos quedará:

6.- (a) ¿Cuántos gramos de NaOH sólido se requieren para preparar 500 ml de una disolución 0.04 M? (b) Expresar la concentración de esta disolución en N, y % p/v

• R: (a) 0.08 g. (b) 0.04 N . 0.16 %

• Solución:a) moles de NaOH = 0.04 x 0.5 L= 0.02 moles de NaOH

• nº gramos = moles x peso mol = 0.02 x 40 = 0.8 g• b) Normalidad = valencia x molaridad• N = 1 x 0.04 M = 0.04 N• (% p/v)

1.6 g -------- 1000 ml• x g -------- 100 ml x = 0.16 % (p/v)

7.- ¿Cuántos ml de H2SO4 5M se necesitan para preparar 1500 ml de una disolución de

H2SO4 0.002 M? R: 0.6 ml.

• SOLUCIÓN :• De la expresión: V x M = V’ x M’ • V x 5 = 1500 x 0.002• V = 0.6 ml + c.s.p. 1500 ml H2O.

8.- ¿Cómo se preparan 100 ml de NaOH 2N a partir de una disolución al 30% p/v ?. R: 26.6 ml

• Solución:30% p/v 30 g -------- 100 ml

300 g -------- 1000 ml• De la expresión:

masa(g)soluto 300g Molaridad = ———————=L

PMsoluto · V(L) 40g/mol x 1LM =7.5 mol/LDe: V x M = V’ x M’ V x 7.5 = 100 x 2 , ya que en este caso N=M

• V = 26.6 ml + c.s.p. 100 ml H2O.

9.-Cuántos ml de un ácido sulfúrico concentrado de 1.84 g/ml de densidad y de una riqueza del 96% en peso se necesitan para preparar 100 ml de una disolución 2 N de dicho ácido? R: 5.5 ml.

• Solución:Teniendo en cuenta que :d=1.84 g/ml 1.84 g -------- 1 ml

x g -------- 1000 mlluego la disolución comercial de SO4H2 pesa

x = 1840 (g/L)• Teniendo en cuenta la riqueza, solo el 96% SO4H2 es puro ...

• 1840 g -------- 100 % (riqueza)• x g ------------ 96 % (riqueza)• x = 1766.4 (g de SO4H2 puro / L)

• 1766.4 (g)soluto

Molaridad = ———————=18.02 M 98g/L x 1(L)

• Teniendo en cuenta que N = valencia x M y que en este caso v = 2la normalidad de la disolución a preparar será

• N = 2 x 18.02 = 36.04 N• De: V x N = V’ x N’

V x 36.04 = 100mL x 2• V = 5.54 ml + c.s.p. 100 ml H2O.

10.- Cuántos miliequivalentes de H2SO4 y cuántos gramos de este ácido contienen 23.5 mLde una disolución 0.85 M de ácido sulfúrico? R: 39.95 meq; 1.96 g.Solución:Recordemos … N = nº equivalentes / V (en litros)

Teniendo en cuenta que N = valencia x M y que en este caso v = 2 tenemos que ...• N = 0.85 x 2 = 1.7 N

Una solución 1.7N contiene : 1,7 equivalentes----------- 1L x eq. ------------------0.0235L

• nº equivalentes = 0.03995 eq 39.95 meq≅(recuerda que 1 equivalente= 1000mEq)!!!!!!!

• nº equivalentes = gramos = pesoEquival. Peso eq. = PM/val

Peso eq. = PM/val = 98/2 )= 49 g

gsoluto = 0.03995 eq x 49 = 1.957 g ≈ 1.96g

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FMH Chi 2012.-Soluciones