Soluciones - Química General

7/25/2019 Soluciones - Química General

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1Química General...en la U. Capítulo 6 Soluciones

Autor: IQ Luís Fernando Montoya Valencia

U I ! A !

"

Soluciones#. Unidades de concentraci$n %. Matri& de 'aria(les

correlacionadas ). !iluci$n *. Ley de +aoult,. -ropiedades coliati'as 6. Ley de /enry

Generalidades:

Definición: Son me&clas 0omo1neas de dos $ m2s componentes3 uno deellos es el sol'ente 4ste5 y el otro 4o los otros5 es el soluto 4sto53 ellos seidentiican se7n el enunciado así:#. Una soluci$n 4sln5 de A en 8. 9l soluto es A3 el sol'ente es 8. 48 contiene

a A5.%. Una soluci$n de A y 8. 9l sol'ente es el ue se encuentra en mayor cantidad en ramos.). Una soluci$n de A. Auí A es el soluto y el sol'ente es aua 4sol'enteuni'ersal5.

Nomenclatura:

Variables extensivas: “el todo = la suma de las partes”⇒

Solución = Soluto + Solvente⇒

sln = sto + ste!9n eneral n moles 4n es la variable3 mol es la unidad de medida5

9n particular no moles de sto ne moles de ste nsln moles de sln

no + ne = nsln, -por ley de la conservación de la masa-

9n eneral ; peso < " 4" es la 'aria(le3 # es la unidad de medida5

9n particular "o de sto "e de ste "sln de sln

wo + we = wsln, -por ley de la conservación de la masa-

9n eneral < Volumen < V mL. 4V es la 'aria(le3 m$% es la unidad de medida5

9n particular

Vo mL de sto Ve mL de ste. Vsln mL de sln.Vo + Ve = Vsln, casi siempre, no existe la ley de la conservación

del volumen.

-ara soluciones ideales de líuido en líuido3 siempre y cuando no e=istan en$menos

termodin2micos de expansión o contracción3 ue causen ue Vsln ≠ Vo > Ve3 es decir ue

los 'ol7menes no son aditi'os3 en un curso de uímica elemental3 se supone &ue si sonaditivos



2Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


Variables intensivas' no se pueden sumar( se promedian9n eneral -eso molecular: )"

9n particular )"o: peso molecular del

soluto

)"e: peso molecular del

sol'ente

)"sln: sería el peso molecular de la

soluci$n3 si e=istiera

-or transormaci$n de actores de moles a peso3 tenemos ue:

M?o @o

B M?e @e

B M?sln≠sln

no ne nsln

El Mwsln no existe, ya que el peso molecular en química existe para sustancias purasque tienen una formula, y una solución no es una sustancia pura, es una mezcla

homognea que no tiene fórmula, escasamente tiene !receta!

Al 'alor de*sln

Lo podemos llamar3 como en ases3 )"av 4promedio ponderado5nsln

am(i1n e=isten otras variables intensivas ue no son aditi'as3 sino ueson promediables. 9ntre ellas e=isten los actores de con'ersi$n3 deacuerdo a lo planteado en el capítulo de esteuiometría3 son de la orma:

D con una unidad

Etra unidad

nidades de ,oncentración:Como las cantidades relati'as de soluto y sol'ente pueden 'ariar3 ya ueorman una me&cla y no una sustancia pura3 entonces se 0an deinido

arbitrariamente unas unidades de concentraci$n para identiicar cuanto sto0ay en ste3 $ cuanto sto 0ay en la sln3 ya ue el soluto es el componenteacti'o para reaccionar3 es decir el sol'ente solo 0ace las 'eces de ve-.culo&ue transporta el soluto3 entre dic0as unidades de concentraci$n tenemos:molaridad3 molalidad3 normalidad3 porcentae en peso3 porcentae en'olumen3 porcentae peso a 'olumen3 racci$n molar y partes por mill$n.

)etodolo#.a: Cada unidad de concentraci$n tendr2 un an2lisis3 así:

a5 Que indica la unidad de concentraci$n. 4Definición arbitraria5.

(5 Fa(ricar el factor asociado a la unidad de concentraci$n3 de acuerdo a loue ella indica3 en el actor se usan unidades de medida 4ml3 3 mol5

c5 /cuación para calcular el 'alor de dic0a concentraci$n de acuerdo a loue ella indica3 en la ecuaci$n se usan variables 4V3 3 n5

E(ser'e: así como no es y V no es ml n no es mol3 mol es la

unidad de medida de n3 así como es la unidad de medida de y mL esla unidad de medida de V



"Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


N012: E('io ue el factor y la ecuación para calcular el 'alor de la unidadde concentraci$n son consecuencia l$ica de conocer el si#nificado de launidad de concentraci$n ue se uiera plantear.

A continuaci$n procederemos con la metodoloía planteada para lasdierentes unidades de concentraci$n.

)olaridad )!a5 9l 'alor de ) indica el n7mero de moles de sto ue 0ay por cada litro$! de sln%

(5 Factor: M mol sto

factor útil con medidas en el laboratorio#M mol sto

# L sln # mL sln

c5 C2lculo del 'alor de M M @no

Vsln4en L5

-ara e'itar errores de inercia3 me3or : M @no =#)

ya ue por costumbre el'olumen lo tra(aamos en mLVsln

NOTA En algunos textos ustedencontrar$ que la ecuación para calcular

! es#M @

no Me&cla no recomendada devariable y unidad de medidaL

-ero usted corre ries#os de sustituir en el denominador un litro3 típico error.+ealmente el denominador est2 constituido por la 'aria(le: H'olumen de slnen litrosH3 adem2s tiene una me&cla rara de 'aria(le 4n o5 y de unidad demedida 4L53 de(e de ser en t1rminos de 'aria(les.

)olalidad m!: %socie para que no confunda. &nfortunadamente hay dos unidades de

concentración sim'oli(adas con )eme!, eme grande *!+ para mola" y eme pequea*m+ para molal. &magínese un nio pe#$e%o pronunciando esas unidades de

concentración, diría )molal! la de los pe#$e%os con eme pe#$e%a.

a5 9l 'alor de m indica el n7mero de moles de sto ue 0ay por cada4ilo#ramo 5#%! de ste.(5 Factor: m mol sto actor 7til con medidas en el la(oratorio: m mol sto

# ste # ste

c5 C2lculo del 'alor de m m @ no

ste4en 5

-ara e'itar errores de inercia3 me3or : m @no =#)

ya ue por costumbre el pesolo tra(aamos en #ramosste

N012: 9n alunos te=tos ocurre lo mismo ue con la molaridad3 en eldenominador la 'aria(le es Hpeso de sol'ente en JiloramosH y no un .



-Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


Normalidad N!a5 9l 'alor de N indica el n7mero de /&6#r de sto ue 0ay por cada litro $!de sln%

(5 Factor: e<r sto factor til con medidas en el la'oratorio: e<r sto# L sln # mL sln

c5 C2lculo del 'alor de @K de e<r sto

Nunca @9

Vsln4en L5 Vsln4en L5ya ue / es el actor e<r3 es una 'aria(le intensi'a y D e<r es una 'aria(le e=tensi'a3

las unidades de / son como actor son9 e<r

)/708: N = )x/mol

Si tiene poca claridad del concepto de / y su c2lculo3 es importante ue seundamente en este criterio3 rep2selo en capitulo de esteuiomería.

9orcenta3e en peso *!

a5 9l 'alor de * indica los #ramos de soluto ue 0ay en ;<< #ramos desln% 4Como cualuier porcentae5.

(5 Factor: sto

# sln

c5 C2lculo del 'alor de : -or criterio eneral3 un @-arte

=#odo

en particular3 la parte y el todo 4peso3 5 se miden en ramos

@o

=#sln

9orcenta3e en Volumen V!

a5 9l 'alor de V indica los mililitros de sol$to ue 0ay en &'' mililitros de sln.

(5 Factor: V mL sto

# mL sln

c5 C2lculo del 'alor de : -or criterio eneral3 un @parte

=#odo

en particular3 la parte y el todo se miden en mililitros 4 'olumen3 V5

V @Vo

=#Vsln

Esta unidad de concentración es v$lida para soluciones líquidas con sol$to l(#$ido y

solvente l(#$ido

9orcenta3e peso a volumen * V!



/Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


a5 9l 'alor de * V indica los #ramos de soluto ue 0ay en ;<< mililitrosde sln.

(5 Factor: 4V5 sto

# mL sln

c5 V @o

=#Vsln

Como puede o(ser'ar en el c2lculo3 la parte 4soluto5 y el todo 4soluci$n53 no est2n medidas en lamisma unidad3 por lo tanto no es conceptualmente un t.pico porcenta3e3 puede dar

resultados NrarosO 4mayor &ue ;<<53 es 7til para soluciones l.&uidas con soluto sólido.

>racción molar ?!

>racción molar de soluto ?o!a5 9l 'alor de ?o indica las moles de sto ue 0ay por cada mol de “sln”%

(5 Factor: Po mol sto

3 nota Po es una Nracci$n propiaO es decir: ≤ Po ≤ ## mol sln

c5 C2lculo de Po: -or criterio eneral3 una fracción @-arte

3odo

y como se uiere la racci$n molar 3 la parte y el todo se miden en moles.

Po @no

meor: Po @no

nsln no > ne

NOTA %ritmticamente, como )la suma de las fracciones 0 1!, surge e *fracciónmolar de solvente+ como e 0 1 o, y al calcularlas, se tiene que aproximar su valor a

tres decimales

>racción molar de solvente ?e!

a5 9l 'alor de ?e indica las moles de solvente ue 0ay por cada mol de“sln”%

(5 Factor: Pe mol ste

3 nota Pe es una Nracci$n propiaO es decir: ≤ Pe ≤ ## mol sln

c5 C2lculo: Pe @ne

meor: Pe @ # < PonHslnO

>ormalidad >!N012: 9=iste “otra unidad de concentración” conocida como la ormalidad4F53 ue realmente es un cam(io de nom(re de la molaridad 4M5 cuando el





soluto se disocia 4o se descompone en sus iones53 en este caso las moles desoluto tam(i1n cam(ian de nom(re a Npesos $rmula ramoO3 ya ue si elsoluto se disocia en la soluci$n3 las moles de 1l areadas no e=isten comotal en la soluci$n. -odemos asumir ue se disocian todas las sales3 los

0idr$=idos y los 2cidos monopróticos3 es decir los ue s$lo poseen un-idró#eno.

La ormalidad tam(i1n se usa para indicar como se prepara la soluci$n apartir del soluto puro.

9l soluto al disociarse oriina NsoluticosO 4iones5 en proporci$n9steuiom1trica3 ellos tam(i1n tienen concentraci$n @)0$28A 4losNsoluti'osO no se disocian5

Blustración: se adicionan dos moles de a%S en un recipiente de * L

% mol a%S

a#> S%<

* litros

Concentraci$n del a%SR @ %* @ ., ) ó >TComo se disocia3 es una sal3 entonces es <%C> el NaSLueo la concentraci$n del a#>R @=4.,5 @ # ya ue en un a%S 0ay dosa#>3 y dic0a concentraci$n es molar porue el a#> no se disocia

a#>R @ #M

La concentraci$n del S%<R @ ;=4.,5 @ ., ya ue en un a%S 0ay un S%< yesta concentraci$n tam(i1n es molar porue el S%< tampoco se disocia.

S%<R @ .,M

9artes por millón ppm!

-ara soluciones muuuuuuy diluidas e=iste una exa#eración como unidad

de concentraci$n y es ppm 4partes por mill$n53 en estas soluciones lacantidad de soluto es despreciable comparado con la cantidad de sol'ente y

por lo tanto3 la dsln ≈dste3 donde d es la densidad.

a5 9l 'alor de ppm indica el n7mero de ramos de sto. ue 0ay por cadamill$n de ramos de sln.





(5 Factor: ppm sto

#=#6 sln

c5 C2lculo: ppm @o =#6 )sta es la definición concept$al de ppm, e*isten otras

ec$aciones #$e son vlidas sólo si la sol$ción es ac$osa

en las c$ales sln, Vsln, Vste y ste son casi i$alessln

8esumen de las definiciones anteriores:

om(re sím(olo>actor 3 auí seusan unidades

,Elculo3 auí se usanvariables

)olaridad M) mol sto

M @no = #

# mL sln Vsln

ormalidad N er. sto

@ M=9# mL sln

)olalidad mm mol sto

m @no = #

# ste ste

-orcentae en peso * ! # sto

@o = #

# # sln sln

-orcentae en vol. VV! m$ sto

V @Vo = #

# m$ sln Vsln

-orcentae peso a vol. V*V!

#

sto V @ o = ## m$ sln Vsln

. Fracci$n molar del sto Po?o mol sto

Po @no

# mol sln nsln

,Elculos en Soluciones

La mayoría de las soluciones comerciales 4materias primas3 insumos3reacti'os5 est2n identiicadas con un “rótulo” ue contiene una unidad deconcentraci$n 4,5 y su densidad 4esta densidad es de la sln. y no del sto.53

para calcular las dem2s unidades de concentraci$n llenaremos el siuientecuadro 4matri&53 BNB,B2ND0 con lo &ue indica la unidad de concentraciónconocida3 4esto es doble base de cElculo por definición5 y lueo 0aciendorelaciones verticales con los actores densidad d ! y peso molecular )"!y relaciones -oriFontales 4sto. > ste.@ sln.53 para o(tener cantidadescorrelacionadas ue nos permite calcular las diferentes unidades deconcentración.







Con lo ue indica la unidad de concentraci$n reportada en el r$tulo se iniciael llenado del cuadro:

Como indica ue 0ay N de sto. por cada # de sln.O3 esto nos

permite iniciar el llenado de la matri& 4o meor del cuadro5 con:o @ y sln @ #

columnas

S10 S1/ S$N

>ilas

; * #! HI ;<<

V m$!

n mol!

d # m$! ; ;%HI

)" #mol! HI ;I

Nota: oda la inormaci$n ue a continuaci$n se enera se puede consinar en el anterior cuadro3 pero la 0aremos3 a manera de ilustraci$n3 celda acelda para ue usted N'eaN la e'oluci$n de la inormaci$n.

Verticalmente3 en la columna soluto: con r sto. y el factor : sto

3 lleamos amol sto

no @ # mol sto Lo lle'amos al cuadro

columnas

S10 S1/ S$N

>ilas

; * #! HI ;<<

V m$!

n mol! ;

d # m$! ; ;%HI

)" #mol! HI ;I

Verticalmente en la columna del sol'ente nada se puede 0acer3 por a0ora3

pero en la columna soluci$n con # r sln y el factor #. sln

3 lleamos a# mL sln

Vsln @ ,.,# mL sln Lo lle'amos al cuadro

columnas

S10 S1/ S$N

>ilas ; * #! HI ;<<

V m$! C<%C;







V m$! C<%C;

n mol! ; <%;; ;%;;

d # m$! ; ;%HI

)" #mol! HI ;I

Asumiendo 'ol7menes aditi'os. Vo @ Vsln ; VeCon Ve @ % mL y Vsln @ ,.,# mL o(tenemos Vo @ *.,# mL

,uadro ori#inal ,0!

S10 S1/ S$N

Tabla de

e#$ivalencias

para factores

de conversión

* #! HI ;<<

V m$! JI%C; C<%C;

n mol! ; <%;; ;%;;

d # m$! ; ;%HI

)" #mol! HI ;I

W lueo se calculan las dem2s unidades de concentraci$n con la inormaci$no(tenida a partir del 3 ue llamaremos Kcuadro ori#inalK 4CE5.

) =;x;<

@ #.M m =;x;<

@ ,m ?o =;

@ .C<%C; ;%;;

* =HIx;<<

@ o('io *V =HIx;<<

@ #*.% N = ;H%I x @ ).6;<< C<%C;

-artes por mill$n: Sería una NlocuraO calcularlo3 como la densidad de lasoluci$n 'ale #. no cumple con esta unidad de concentraci$n3 ya uesiendo acuosa tendría ue ocurrir ue dsln de(e ser casi iual a uno y estacondici$n no se cumple.odos los resultados anteriores se pueden resumir en el siuiente cuadro3ue llamaremos Neti&ueta”:

8odo lo queaparece en este

cuadro soncantidades

correlacionadas ovariables

intensivas, no sonvariables

e*tensivas

/ti&ueta

S10 S1/ S$N

* #! HI ;<< ;H%I)

V m$! JI%C; C<%C; C<<m

N mol! ; <%;; ;%;; ?o = <%H

D # m$! ; ;%HI H%LN

)" # mol! HI ;I *V =;HJ%<

* = HI obvio

Si lo ue ueremos es determinar variables extensivas como: cuEnto sto.43 moles3 mL53 cuEnto ste 43 moles3 mL5 o cuanto de soluci$n 43 moles3mL5 0ay en una determinada cantidad3 lo 7nico ue tenemos ue 0acer esutili&ar como factor de conversión los 'alores de eui'alencia de la matri&





4CE5 construida con lo ue indica la unidad de concentraci$n conocida en elr$tulo. 4Doble base de cElculo5 1raba3o posterior% Seunda parte de esta ilustraci$n.

Si uiero conocer 'aria(les e=tensi'as: peso de soluto 4E53 peso desol'ente 4e53 peso de soluci$n 4sln53 'olumen de soluto 4VE53 'olumen desol'ente 4Ve53 moles de soluto 4no53 moles sol'ente 4ne53 y moles soluci$n4nsln5B ue 0ay en una alícuota de , ml. de la sln anterior.

o @ ,mL sln = sto inormaci$n de este actor leída

en la etiueta o en el CEo @ ".#

,.,#mL sln

e @ ,mL sln = % ste inormaci$n de este actor leída

en la etiueta o en el CEe @ #. ste

,.,#mL sln

sln @ ,mL sln = #. sln inormaci$n de este actor leída

en la etiueta o en el CEsln @ sln

#mL sln

Vo @ ,mL sln = *.,#mL sto inormaci$n de este actor leída

en la etiueta o en el CEVo@*.%mL sto

,.,#mL sln

Ve @ ,mL sln = %mL ste inormaci$n de este actor leída

en la etiueta o en el CEVe @ #.mL ste

,.,#mL sln

no @ ,mL sln = #mol sto inormaci$n de este actor leída

en la etiueta o en el CE no @ .mol sto,.,#mL sln

ne @ ,mL sln = .##mol ste inormaci$n de este actor leída

en la etiueta o en el CEne@ #.mol ste

,.,#mL sln

nsln @ ,mL sln = #.##mol sln inormaci$n de este actor leída

en la etiueta o en el CEnsln@#.molsln

,.,#mL sln

o se ustiica calcular el Vsln ue 0ay en C<<m$ de soluci$n3 obvio ue la respuestaes ,mL.

C<< = Este trmino comn en todas las transformaciones es un )factor de escala! ycorresponde a una propiedad de las matrices conocida como la )homogeneidad!C<%C;

128/2:-ara las si#uientes soluciones de las cuales se reportan en el rótulo:densidad de la sln3 M?o y unidad de concentraci$n 4C5



1"Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


/acer el tra(ao anterior:

♣ enerar la inormaci$n del Cuadro Eriinal.4CE5

♣ calcular las dem2s unidades de concentraci$n3 0acer la NetiuetaO.

♣ W calcular: peso de soluto 4o53 peso de sol'ente 4e53 peso de

soluci$n 4sln53 'olumen de soluto 4VE53 'olumen de sol'ente 4Ve53moles de soluto 4no53 moles sol'ente 4ne53 y moles soluci$n 4nsln5B ue0ay en una alícuota de , mL de la sln3

8ótulosS10 , d mL )"o mol .oble base de clc$lo

#./%SE* molar #.*6 mol sto y #mLsln

%./%SE* %, #.#, %, sto y # sln

)./%SE* ,.% molal #.%* ,.%mol sto y # ste

*./*Cl # #., ,)., Cual es la (ase de c2lculoT

,./Cl )#., #.#6 )6., Cual es la (ase de c2lculoT

6.a%SE* # molal #.# #*% Cual es la (ase de c2lculoT

".FeCl) P @ .# #.#, #6% .#mol sto y #mol sln

.4E/5 % #.% ,6 Cual es la (ase de c2lculoT

.C%/,4E/5 Pe @ .#, .) *6 .#,mol ste y #mol sln

,omplemento: -ara leer en te=tos cl2sicos:

9n este capítulo e=isten los t1rminosDi

luir3Di

sociar3Di

sol'er3 ue sonmuy Dierentes.

Diluir es disminuir la concentraci$n de un soluto en una soluci$n3eneralmente areando aua3 las Namas de casaO son e=pertas en esto3cuando llea 'isita a ciertas 0oras3 le arean Naua a la sopaO.Disociar : los solutos i$nicos se disuel'en en aua y se separan en susiones3 esta separaci$n se llama disociar3 en lenuae de la unidad )3 la $r<mula se separa en la For > y en la mula <

Disolver es el proceso de incorporarse el soluto en el sol'ente para ormar lasoluci$n.

Que actores alteran la solu(ilidadT

1emperatura: al cam(iar la temperatura3 'aría la solu(ilidad del soluto en elsol'ente.



1-Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


9resión: la presi$n aecta la solu(ilidad de un as en un líuido3 estecomportamiento est2 reulado por la NLey de /enryN ue 'eremosposteriormente.NaturaleFa del soluto y del solvente: Nlo semeante disuel'e lo semeanteN:

lo polar se disuel'e en lo polar y lo no polar se disuel'e en lo no polar. -araue una soluci$n sea NidealN tanto el soluto como el sol'ente de(en ser muyparecidos en sus propiedades ísicas y uímicas.

Se7n la cantidad relati'a de soluto3 las soluciones se clasiican como

insaturadas3 saturadas y sobresaturadas.

Las soluciones insaturadas son auellas ue poseen menos soluto del uepueden disol'er3 imaínese un NtintoO con un cu(o de a&7car3 si se adicionamas soluto3 1l siue disol'i1ndose.

Las soluciones saturadas son auellas ue poseen disuelto todo el solutoue est2n en capacidad de disol'er y una adici$n posterior de soluto no sedisuel'e3 se precipita como soluto no disuelto. -or e=perimentaci$n decaetería3 un HtintoO caliente disuel'e , cu(os de a&7car3 si areamos otrocu(o de a&7car3 este se 'a para el ondo y no se disuel'e. Cuando en eloranismo ocurre este en$meno de precipitaci$n se oriinan los Nc2lculosO.!e iual manera este es el principio ue reula las ormaciones NcoralinasO.

Las soluciones sobresaturadas son auellas en las cuales e=iste disueltomas cantidad de soluto del ue se puede disol'er3 para o(tenerlas3 seprepara una soluci$n saturada a una temperatura ue tena mayor rado desolu(ilidad y lueo se lle'a a la temperatura ue tena menor rado desolu(ilidad3 estas soluciones son inesta(les. Si se uiere precipitar el e=cesode soluto3 (asta con sem(rar un cristal de 1l3 y a sus alrededores se 'aconreando el e=ceso de soluto ue 0ay en la soluci$n.

)n la ind$stria las densidades de las sol$ciones /ins$mos, materias prima0 se c1e#$ean

$tilizando $n instr$mento especial de medida llamado dens(metro, y son de dos tipos

para 2l(#$idos lieros3, para l(#$idos menos densos #$e el a$a y para 2l(#$idos

pesados3 para l(#$idos mas densos #$e el a$a4 5a escala de densidad #$e se mide se

determina en $na $nidad especial llamada rados ba$m6 /78604 5a correlación

emp(rica entre 786 y la densidad en r49ml, es

K81 @ #* 6 #) -ara líuidos menos densos ue el auad

K81 @ #*, 6#*,

-ara líuidos mas densos ue el auad



1/Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


DB$,BMN:

♣ 9reparación de una Solución diluida a partir de de una soluciónconcentrada 4diluci$n simple5

9s el procedimiento rutinario para preparar una soluci$n diluida para unproceso 4industrial o de la(oratorio5 ue llamaremos K>inalK a partir de unasoluci$n concentrada disponi(le en bode#a ue llamaremos KBnicialK' conadici$n de sol'ente3 para este procedimiento se cumple ue:

⊗,antidad de soluto final = ,antidad de soluto inicial

Wa ue al adicionar sol'ente3 la cantidad de soluto no se altera3 lo ueaumenta son las cantidades reeridas a soluci$n 43 V3 n5 y las cantidadesreeridas al sol'ente 43 V3 n5.

Como en este tema e=isten arbitrariedades en la literatura cl2sica ueinducen a cometer errores3 'eamos ue ocurre al promediar cada unidad deconcentraci$n. 4+ecuerde ue las unidades de concentraci$n son 'aria(lesintensi'as ue no son aditi'as sino ue son promedia(les3 pero promedioponderado y no promedio aritm1tico5.

Sea ,f 3 una unidad de concentraci$n reerida al 'olumen de soluci$n 4comoM3 3 F3 V3 V5

Si ,f es )3 tenemos#

M @n = #)

3 si usamos ⊗ 4 no @ noi 5

Vsln

M @n i = #)

Vsln

-ero3 Mi @n i = #)

M i = Vsln i @ no i =# )

Vsln i

/acemos la sustituci$n de ni = #)3 y ueda: M @ Mi =Vslni

3 el t1rminoVslni

Vsln Vsln

es el factor de ponderación al promediar M

Si ,f es N3 tenemos: Como: N = )x/3 entonces:

M = 9 @ Mi = 9 =Vslni

⇒ @ i = Vslni

Vsln Vsln

9l actor de ponderaci$n tambin est2 dado por los 'ol7menes.

Si ,f es V3 tenemos:





V @V = #

3 si usamos ⊗ 4 Vo @ Vo i 5Vsln

V @V i = #

Vsln

-ero3 Vi @V i = #

Vi = Vslni @ Vo i =#Vsln i

/acemos la sustituci$n de Vi = #3 y ueda: V @ V =Vslni

Vsln

Los 'ol7menes tambin nos dan el actor de ponderaci$n.

-or Ninducción emp.ricaO podemos airmar ue para estas unidades deconcentraci$n de amplio uso en el la(oratorio3 se cumple ue:

C @ Ci = Vslni

Vsln

Lo anterior lle'a a los textos clEsicos a airmar ue:N-ara preparar un 'olumen 4V 5 de una soluci$n poco concentrada , f !partiendo del 'olumen Vi de otra soluci$n mas concentrada , i!3 los c2lculosse 0acen con la relaci$n:

C i = V i @ C = V O

-ero si la unidad de concentraci$n no est2 reerida al 'olumen de soluci$n3dic0a relaci$n no se cumple. Los c2lculos de diluci$n en t1rminos de 3 lomEs usual en la industriaB m y Po se plantean de manera similar ue los

anteriores3 así:

Si ,f es *3 tenemos#

@ = #

3 si usamos ⊗ 4 o @ o i 5sln

@ i = #

sln

-ero3 i @n i = #

i = slni @ o i =#sln i

/acemos la sustituci$n de i= #3 y ueda: @ i =slni

3 el t1rmino slni

sln sln

es el factor de ponderación al promediar *

:eliro si $samos la ec$ación C i x V i = C f x V f c$ando ; sea <, vamos a







C i x “algo” i = C f x “algo” f obvio #$e 2alo3i + 2alo3areado = 2alo3f

W en particular

Si C es M3 3 V3 V3 el NaloO esVsln3 lo mas usual en laboratorio

MiVi @ M V 4Vi5Vi @ 4V5V

iVi @ V 4Vi5Vi @ 4V5V

E('io ue: Vslni > Vste areado @ Vsln

Si C es 3 el NaloO es sln 4i5slni @ 45sln3 de ampliouso en la industria

E('io ue: slni > ste areado @ sln

Si C es m3 el NaloO es ste mistei @ m ste

E('io ue: stei > ste areado @ ste

Si C es P3 el NaloO es nsln Poinslni @ Po nsln

E('io ue: nslni > nste areado @ nsln

E('io ue siempre Ci es mayor ue C

-ara plantear situaciones de diluci$n suerimos el siuiente aloritmo3 odiarama de (loues:

W mL ste areado

P mL de slni3identiicada con

NrotuloOE('io ueP > W @ X

X mL sln deconcentraci$n ,Se o(tiene o prepara

A partir

9n el r$tulo (uscamos el 'alor de Ci3 si no se conoce

0acemos la NetiuetaO

9n eneralCiOaloOi @ COaloO

Auí siempre se identiica la'aria(le C3 para sa(er con cualecuaci$n tra(aamos

Blustraciones:





;! Vamos a preparar , mL de /%SE* * a partir de /%SE* #6 dedensidad #.*6 mL.4como 'amos a preparar3 de(emos calcular el'olumen inicial5

Erdenando la inormaci$n en el aloritmo:

W mL ste areado

PT mL de slni3NrotuloO#63

d@#.*6E('io ue

PT + W @ ,

, mL sln *

Se o(tiene o prepara

A partir




, es N el “al#o” es Vsln

9n particular: iVslni @ Vsln 3

E('io ue: P > W @ ,mL

Con: @ *3 Vsln @ , mL3 Vi @ PT3 y i @ #6 4en el r$tulo53 sustituyendo

#64P5 @*=, mL P @ #%, mL

8 para preparar , mL de /%SE* * se reuieren #%, mL de /%SE* #6 dedensidad #.*6. La soluci$n reuerida se prepara areando #%, ml de lasoluci$n de (odea a )", mL de /%E.

:reca$ción 9a adición del $cido concentrado hay que hacerla con c$idado, ya que puede salpicar y generar quemaduras. % nivel de industria, se exige por normas deseguridad industrial y de salud ocupacional contar con los implementos adecuados*'otas, delantal, guantes de caucho y careta y ropa de lana+.

! Vamos a preparar , ml de /%SE* * a partir de /%SE* ,.% molal dedensidad #.%* mL 4como vamos a preparar 3 de(emos calcular el'olumen inicial5





Erdenando la inormaci$n en el aloritmo:W mL ste areado

PT mL de slni3NrotuloO,.%m3d@#.%*

E('io uePT + W @ ,

, mL sln *


A partir




, es N el “al#o” es Vsln

9n particular: iVslni @ Vsln 3

Con: @ *3 Vsln @ , mL3 Vi @ PT3 y i @ no se conoce en el r$tulo

0acemos la etiueta iniciando con N,.% mol de sto y # de steO3 así:

Se uiere calcular i3 pero antes de(emos conocer M i. -ara lorarlo llenamosel cuadro oriinal para la soluci$n inicial de acuerdo a lo ue indica ,.%

molal y cuando tenamos no y Vsln no se reuiere m2s inormaci$n.

OS0J O0 S$Ni

* #! *#.6 ;<<< #*#.6 M i @ *.#"

V m$! SE8+A SE8+A ;<%;H i @ .)*

n mol! C%< SE8+A SE8+A

)" # mol! #

d # m$! # #.%*

M i @,.%=#)

@ *.#" i @ %=*.#" @ .)*#%).#

Sustituyendo:.)*4P5 @ *=, mL P @ %).# mL.

+ para preparar , mL de /%SE* * se reuieren @ %).# mL de /%SE*

,.%m de densidad #.%*. 9sta soluci$n se prepara areando %). mL de lasoluci$n de (odea a %6.% mL de /%E.:. El :2;<- es $vido de :2< y los vegetales son carbo1idratos, =*:2<+, el $cido a'sor'eel :2< *el hidrato+ y queda solo el car'ono que se puede >quemar> quedando como 'arritas

de grafito *mina de l$pi(+ que por fricción se reducen a polvo y así se pueden eliminar lasimpure(as vegetales, esto es >car'oni(ar>.Mucha parte del cuerpo humano tam'in es carbo1idrato, por esto es muy peligroso unaccidente con este $cido, donde cae una gotera de?a el hueco que no s$p$ra y a este tipo dequemaduras se les llama )anrena seca!.





! 9n la industria te=til lanera 0ay un proceso ue se llama Ncar(oni&adoOpara limpiar los 'eetales ue la lana posee3 el insumo reuerido paraeste proceso es una soluci$n de /%SE* al *.

C$mo preparar ,L de 1ste 2cido de proceso a partir del 2cido de (odeaue tiene el siuiente r$tulo: Soluto /%SE*3 densidad #.*63 ##.molal. 4Comovamos a preparar 3 de(emos calcular el 'olumen inicial5


W mL ste areado

PT mL de slni3NrotuloO##.m3

d@#.*6

E('io ue

PT > W @ ,

, mL sln

*Se o(tiene o prepara

2 partir




, es * el “al#o” es *sln

9n particular: 4i5 slni @ 4 5 sln 3

Con: @ *

E('io ue: slni > ste areado @ sln

slni @4Pml slni 5 #.*6 slni

slni @ #.*6P#mL slni

ste areado @ 4Wml ste ar 5 # ste ar ste areado @ W#mL ste

ar

sln @ #.*6P > W

i @ no se conoce en el rótulo 0acemos la eti&ueta iniciando con N##.

mol de sto y # de steO3 así:

OS0J O0 S$Ni

* #! ##66.% ;<<< %#66.% i @ ,).*

V m$! SE8+A SE8+A SE8+A

n mol! ;;%H SE8+A SE8+A

)" # mol! #

d # m$! # #.*6





i @##66.%=#

@ ,).* i @ ,).*%#66.%

+eempla&ando:

4,).*5#.*6P @ *4#.*6P > W5 #.#P @ W

-ero P > W @ ,

Al solucionar y P @ %6,).6

8 -ara preparar , L de /%SE* al * se reuieren %6 L de /%SE* ##. m

J! Cu2ntos mililitros de FeCl) )molal se pueden o(tener a partir de %,mL.de FeCl) de Po @ .# y densidad #.#,mLT


W mL ste areado

%, mL de slni3NrotuloOPo@.#3

d@#.#,

E('io ue%, > W @ X

XT mL sln )m


2 partir




, es m el “al#o” es *ste

9n particular: 4mi5 stei @ 4m 5ste 3

Con: m @ )E('io ue: stei > ste areado @ ste

mi no se conoce en el rótulo 0acemos la eti&ueta iniciando con N.#

mol de sto y #mol de slnO y stei en %, mL de sln inicial tampoco seconoce pero lo podemos calcular a partir de la etiueta3 así:

FeCl) O0 S$Ni

* #! #6.% #6.% )%.* m i @ 6.#"

V m$! %.#"

n mol! <%; . ;)" # mol! #6% #

d # m$! # #.#,

m i @.#=#

@ 6.#" ⇒ m i @ 6.#"#6.%



2"Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


stei @4%,mL slni5 #6.% stei

stei @ #*).""%.#"mL slni

ste areado @4WmL ste ar5 # ste ar

ste areado @ W#mL ste ar

ste @ #*)."" > W

+eempla&ando:46.#"5#*)."" @ )4#*)."" > W5 #,#.% @ W

-ero %, > W @ X P = J<;%H

8 Se o(tienen *#.% mL de FeCl) )m a partir de %, mL de FeCl) dePo@.# de densidad #.#,.

C! Cu2ntos mililitros de de Po @ .) se pueden preparar con % mL deaua a partir de /%SE* al %, de densidad #.#,.

Erdenando la inormaci$n en el aloritmo:% mL ste areado

P mL de slni3NrotuloO%,3

d@#.#,

E('io ueP > % @ X

XT mL sln Po@.)Se o(tiene o prepara

A partir




, es ?o el “al#o” es nsln

9n particular: 4Poi5 nslni @ 4Po 5nsln 3Con: Po @ .)

E('io ue: nslni > nste areado @ nsln

Poi no se conoce en el rótulo 0acemos la eti&ueta iniciando con N%,

de sto y # de slnO y nslni en P mL de sln inicial tampoco se conoce perolo podemos calcular a partir de la etiueta3 así:

OS0J O0 S$Ni

* #! C ", ;<< ?oi =<%<CQQV m$! so(ra so(ra 6.6

n mol! <%CC *.#" *.*%

)" # mol! #

d # m$! # #.#,



2-Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


Poi @.%,,

@ .,"" ⇒ Poi @ .,""*.*%

nslni @4PmL slni5x *.*%mol slni

nslni @ .,P

6.6mL slni

nste areado @4%mL ste ar 5x # ste ar #mol ste ar

nste areado @ ##.###mL ste ar # ste ar

nste @ .,P > ##.##

+eempla&ando: 4.,""5 .,P @ .)4.,P > ##.##5 %)6.6 @ P

-ero o('io ue: %)6.6 > % @ X P = JL%IL

8 Se o(tienen *)6.6 mL de /%SE* de Po @ .)m con % mL de aua apartir de /%SE* al %, de densidad #.#,.

128/2:

;% Cu2ntos mL de /%SE* %M3 se pueden o(tener a partir de %, mL de:a! /%SE* molar de densidad #.*6. 8 # mLb! /%SE* al %, de densidad #.#,. 8 )66.%, mLc! /%SE* ,.%molal de densidad #.%*. 8 ,%#.%, mL

% Cuantos mL de una soluci$n #., de /%SE* se pueden preparar con *ml de aua a partir de:

a! /%SE* molar de densidad #.*6. 8 **#.) mLb! /%SE* al %, de densidad #.#,. 8 ,)".6# mLc! /%SE* ,.%molal de densidad #.%*. 8 *"."% mL

% Cuantos mililitros de aua se de(en arear para preparar una soluci$n al#V3 a partir de %, mL de:a! /%SE* molar de densidad #.*6. 8 #"# mLb! /%SE* al %, de densidad #.#,. 8 *6.", mLc! /%SE* ,.% molal de densidad #.%*. 8 ""%.%, mL

Dilución compuesta o meFcla de varias soluciones

Cuando se me&clan varias soluciones de diferente concentración seo(tiene una soluci$n inal de concentraci$n inal 4C 53 y como lasconcentraciones son 'aria(les intensi'as ue no se pueden sumar3 0ay uepromediarlas 4promedio ponderado53 por e=tensi$n de lo planteado enpreparaci$n de una soluci$n3 tenemos en eneral3 ue:



2/Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


C @ ∑=

k

j

Cj1

=

NaloO !onde:

NaloO 9s el actor de ponderaci$nNaloO NaloO

NaloO @ ∑ OaloO

9sta ecuaci$n eneral es propiedad intelectual del autor

C es la concentraci$n NparcialO del soluto en la soluci$n parcial NO.9l NaloO est2 dado por el denominador de la unidad de concentraci$n uese uiere promediar.

Como la unidad de concentraci$n no es de la soluci$n sino del soluto3 elcElculo de ,f se 0ace para cada soluto.

9n particular3 para cada unidad de concentraci$n:

Si C es M3 el NaloO es Vsln

M Vsln @ ∑ M Vsln M Vsln @ M#Vsln# > M%Vsln% > M)Vsln) > R

Si C es 3 el NaloO es Vsln

Vsln @ ∑ Vsln Vsln @ #Vsln# > %Vsln% > )Vsln) > R

Si C es V3 el NaloO es Vsln

4V5 Vsln @ ∑ 4V5 Vsln 4V5 Vsln @ 4V5#Vsln# > 4V5%Vsln% > R

Si C es V3 el NaloO es Vsln

4V5 Vsln @ ∑ 4V5 Vsln 4V5 Vsln @ 4V5#Vsln# > 4V5%Vsln% > R

Vsln @ ∑ Vsln 4E('io5 Vsln @ Vsln# > Vsln% > Vsln) > R

Si C es 3 el NaloO es sln

45 sln @ ∑ 45 sln 45 sln @ 45#sln# > 45%sln% > R

sln @ ∑ sln 4E('io5 sln @ sln# > sln% > sln) > R

Si C es m3 el NaloO es ste

m ste @ ∑ m ste m ste @ m#ste# > m%ste% > m)ste) > R

ste @ ∑ ste 4E('io5 ste @ ste# > ste% > ste) > R

Si C es Po3 el NaloO es nsln





4Po5 nsln @ ∑ 4Po5 nsln 4Po5 nsln @ 4Po5#nsln# > 4Po5%nsln% > R

nsln @ ∑ nsln 4E('io5 nsln @ nsln# > nsln% > nsln) > R

-ara solucionar situaciones de dilución compuesta3 el procedimientosuerido es el siuiente:

• Calcular para cada soluto su molaridad inal3 con la ecuaci$n:

M Vsln @ ∑ M Vsln M Vsln @ M#Vsln# > M%Vsln% > M)Vsln) > R

• Acumular peso de soluci$n y 'olumen de soluci$n para calcular la

densidad de la soluci$n inal

• La inormaci$n así o(tenida es el Nr$tuloO de la soluci$n inal

/acer la NetiuetaO de la soluci$n inal para conocer todas las unidades deconcentraci$n y para tener el Ncuadro de eui'alenciasO para calcular las'aria(les e=tensi'as ue se reuieran

♣ Blustración:Se me&clan en un recipiente 2:

#5 % mL de FeCl) #.6, de densidad #.#,3%5 % mL de a%SE* #molal de densidad #.#

)5 y # mL de aua 4en lenuae de uímica analítica se dice: Nse aoran con# ml de auaO o se Naoran a , mlO53

Se me&clan en un recipiente :

#5 #mL de la soluci$n A 4en &u.mica anal.tica se dice:Ose toma unaal.cuota de # ml de la soluci$n AO5%5 ) mL de FeCl) #.6, de densidad #.#,)5 y se aoran con aua a 6mL. 4es decir se arean % mL de aua5

!eterminar en A el del a%SE*3 la m del FeCl) e y nsln

!eterminar en 8 el del a%SE*3 la m del FeCl) e y nsln

Soluci$n:-ara el recipiente 2C2lculo de los pesos parciales3 para acumularlos





sln# @4%mLsln# 5 #.#, sln#

sln# @ %) #mLsln#

sln% @4%mLsln% 5 #.# sln%

sln% @ %)

#mLsln%

sln) @4#mL sln) 5 #Osln)O

sln) @ # #mLOsln)O

C2lculo de la molaridad de cada soluto para aplicar : M f V slnf = ∑ M j V slnj

NaS0J O0 sln

* #! #*% ;<<< %*% 4M5% @ *.%

V m$! so(ra so(ra %)).6# Calc7lelo

n mol! ;< so(ra So(ra

)" # mol! #*% #

d # m$! # #.#

-ara FeCl) en la soluci$n con ).,, @ 4M5# 4recuerde ue @ M=9 y 9 @ )5.

ota: la molaridad de A la representaremos como AR+esumiendo la inormaci$n enerada:

densidad a%SE*R FeCl)R peso Volumen

#5 % mL de FeCl) #.6, #.#, ).,, %) %

%5 % mL de a%SE* #molal #.# *.% %) %

)5 # mL de aua # # #

Acumulado en 2 #.#* ,6 ,

-ara FeCl) en 23 M @).,,=% > =% > =#

M @ #.*%#.*% mol FeCl)

, # ml slnA

-ara a%SE* en 23 M @=% > *.#=% > =#

M @ #.6 #.6 mol a%SE*

, # ml slnA

N+$tuloO de la soluci$n A: >e,l ;%J)' NaS0J ;%HL)' de densidad ;%;JCon la doble (ase de c2lculo de la molaridad de cada soluto3 podemosoriinar su NetiuetaO3 así:

solutos Sol'ente Soluci$n 2 8 concentraciones en 2FeCl) a%SE* /%E

* # %).* %".)% 6)#.% ##* -ara FeCl)

m @ %.%,V m$ #n mol #.*% #.6 ),." ).*, -ara a%SE*

@ %*.*#)" #mol! #6% #*% #

d #m$! #.#*

C2lculo de las 'aria(les e=tensi'as 4e y nsln5 en los , mL de la sln 2





e @4,ml sln 5 6)#.%

8 e @ )#,.6* #ml sln

nsln @4,ml sln 5 ).*, mol

8 nsln @ #.%% mol#ml sln

-ara el recipiente

C2lculo de los pesos parciales 4para ueT5

sln# @4#mLsln# 5 #.#*sln#

sln# @ ##* #mLsln#

sln% @4)mLsln% 5 #.#,sln%

sln% @ )*, #mLsln%

sln) @ 4%mL sln) 5 #Osln)O sln) @ %

#mLOsln)O

-ara FeCl) en la soluci$n con ).,, @ 4M5# 4recuerde ue @ M=9 y 9 @ )5.

ota: de nue'o3 la molaridad de A la representaremos como AR

+esumiendo la inormaci$n enerada:

densidad a%SE*R FeCl)R peso Volumen

#5 # mL de sln A:FeCl) #.*%M3 a%SE* #.6M

#.#* #.6 #.*% ##* #

%5 ) mL de FeCl) #.6, #.#, ).,, )*, )

)5 % mL de aua # % %

Acumulado en 2 #.# 6, 6

-ara FeCl) en 3 M @#.*%=# > ).,,=) >

M @ %.#%.# mol FeCl)

6 # ml sln8

-ara a%SE* en 3 M @#.6=# > >

M @ .)%" .)%" mol a%SE*

6 # ml sln8

solutos Sol'ente Soluci$n 8 + concentraciones en FeCl) a%SE* /%E

r )%,.6% *6.*) "%"., ## -ara FeCl) m @ %."6V ml #

n mol %.# .)%" *.** *%." -ara a%SE*

@ *.%%)" #r% mol! #6% #*% #

d #r% ml! #.#

C2lculo de las 'aria(les e=tensi'as 4e y nsln5 en los 6 mL de la sln

e @ 46ml sln 5 "%"., 8 e @ *)6.""





#ml sln

nsln @46ml sln 5 *%." mol

8 nsln @ *).6" mol#ml sln

1area:

#. !e acuerdo al siuiente esuema:#, mL /%E

% mL /%SE* ).*"m3 d @ #.#, % mL /%SE*

Po@ .#3 d @ #.*6

% mL FeCl) ,3 d @ #.#,

Vsln @ Vsln# > Vsln% >Vsln)

Vslna @ ,, mL #,mLsln A+ecipiente 2 +ecipiente 8

Calcular el del /%SE* en 2 y la del FeCl) en

%. Se me&clan: #ml de a%SE* # molal de densidad #.#> % ml de FeCl)de Po @ .# de densidad #.#,> )ml de /%SE* al %, de densidad #.#,> *ml de /%SE* ormal de densidad #.*6> ,ml de aua.

Calcular para cada soluto la M 3 la m y el .

8 M m

a%SE* .)%" .*% ).)

/%SE* %.") ).*) %%.*

FeCl) .*") ., 6.*"

1area especial 4alimento para el pensamiento5.

Se tiene # lt de /%SE* #M3 # lt de /%SE* %M3 # lt de /%SE* )M. Calcular elm2=imo 'olumen de /%SE* %.%M ue se puede preparar a partir de las

soluciones anteriores sin adicionar aua.

;i la respuesta le da 2.4" 9 rectifi#$e su procedimiento, tra'a?ó de inercia, no pensó.

Veamos otra aplicaci$n de la matri& de una soluci$n aunue no se cono&cala densidad de ella.



"7Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


Calcular la racci$n molar de C%/,4E/5 en una soluci$n acuosa ue essimult2neamente ).6 m de C%/,4E/5 y %.#* m de C/)4E/5.

Iniciamos llenando con ).6 mol de C%/,4E/53 %.#* mol C/)4E/5 y # r

de /%E. 4-or u1T5

,OC0O! ,O0O! O0 S$N* #! #"".,6 6.* # #%*6.*

V m$! #

n mol! ).6 %.#* ,,.,6 6#.,6

)" #mol! *6 )% #

d #ml! # T8 para

C%/,4E/5 Po @

).6?o =L%Qx;<6

6#.,6

N012: Con la inormaci$n disponi(le para esta soluci$n no es posible calcular Vsln

y por lo tanto no se pueden calcular unidades de concentraci$n relacionadas con el'olumen 4M3 F3 3 V3 V5.

Si en un caso particular3 no se conoce de una soluci$n su unidad deconcentraci$n sino ue se tienen 'aria(les e=tensi'as3 ellas tam(i1n sepueden consinar en el cuadro.

/3emplo: Una soluci$n de a 4E/5 contiene *.6 de soluto por cada % mLde soluci$n y su densidad 'ale #.# mL. Calcule los ramos de soluto y desol'ente presentes en , mL de soluci$n.

Consinando la inormaci$n conocida en el siuiente cuadro oriinal3 cuandotenamos las 'aria(les in'olucradas: o3 e y Vsln. -odemos interrumpir34para ue enerar inormaci$n no reuerida5.

Sto a4E/5 Ste: /%E Sln

r *.6 #".* %%

V ml so(ra so(ra %

n mol so(ra so(ra so(ra

M? rmol

d rml #.#

-or enunciado

ransormando los mL a . usando el actor de la densidad

e @ sln < o

Como ueremos conocer el peso de soluto y el peso de sol'ente ue 0ay en,mL:

sto @,mlsln *.6 sto

sto @##., .%mLsln





ste @,mlsln #".* sto

ste @*)., .%mLsln

Calcule la racci$n molar3 de cada componente3 en una soluci$n ue seprepara disol'iendo # de a E/ en # L de aua.

Consinemos la inormaci$n el cuadro y 0aamos c2lculos 0asta o(tener moles de sto3 ste y soluci$n para dar respuesta a las racciones en moles.

Sto:a4E/5

Ste: /%E Sln por enunciado3 # L son # mL

paso de mL a usando densidad r # #

V ml # y paso de a mol usando M?

n mol %., ,,.,6 ,.6 nsln @ no > ne

M? rmol * #Po @

%.,

d rml # T ,.6Po @ .*)#

Pe @# ; .*)# Pe @ .,"

1aller bEsico

#. 9n % mL de /%SE* molar3 de densidad #.*6 mL3 calcular:a. moles de soluto. 8 #.6(. moles de soluci$n. 8 .##c. molalidad. 8 ##.)d. 'olumen de soluci$n. 8 % mL 4('io5

e. normalidad. 8 #6. peso de sol'ente. 8 #),.%

%. 9n , mL de a%SE* #molal3 de densidad #.# mL3 calcular:a. moles de soluto. 8 %.*6(. moles de soluci$n. 8 #6.%c. racci$n molar 4del soluto5. 8 .#,)d. 'olumen de soluci$n. 8 , mL 4o('io5e. normalidad. 8 .*. peso de sol'ente. 8 %*,."

). 9n #, mL de FeCl) de racci$n molar de soluto @ .#3 dedensidad #.#, mL3 calcular:

a. moles de soluto. 8 ,.)%(. moles de soluci$n. 8 ,).%,c. molalidad. 8 6.#"d. 'olumen de soluci$n. 8 #, mL 4o('io5

i. normalidad. 8 #.6,





e. peso de sol'ente. 8 6%.6%

*. Cu2nto mL de /%SE* %molar se pueden o(tener a partir de % mlde /%SE* al ,)." de densidad #.*6 mLT. 8 mL

,. Con ) mL de /%SE* al ,)." de densidad #.*6 mL3 cu2ntosmililitros de /%SE* *normal se puede prepararT. 8 #% mL

6. Se dispone de una soluci$n de /)-E* al 6,3 con una densidad de

#.), mL.

a. calcular para esta soluci$n las unidades de concentraci$n:M3 3 m3 Po y V.

8 .,M3 %6.,3#.*m3 Po @ .%,*3 ".",V(. 9n una alícuota de , mL de esta soluci$n3 calcular: peso

de soluto3 de sol'ente y de soluci$nB moles de sto3 de ste yde soluci$n. . 8 *). sto3%).6) ste3 6"., sln3 .**mol sto3#.)# mol ste3 #."6 mol sln

c. Cu2l ser2 el en los , mL de soluci$n. . 8 6,3 .,Md. Se uiere preparar ,mL de /)-E* #.% molar a partir de la

soluci$n al 6,3 calcule el 'olumen de la soluci$nconcentrada ue se de(e tomar y el 'olumen de aua uese de(e adicionar. 8 6".* mL slni y *)%.6 mL steareado

". Se tiene una soluci$n de /%SE* .6M y de densidad #.* .mLa. calcular para esta soluci$n las unidades de concentraci$n:

V3 3 m3 Po y .8 *.V3 #.%3 %.#m3 Po @ 3%")3 6".%

(. -ara un proceso de des0idrataci$n se reuieren ) mL deesta soluci$n3 cu2ntas moles del 2cido 0ay en los ) mL.

8 %.c. Cual es la concentraci$n molal en los ) mL. 8 %.#d. Se 0a determinado ue para el proceso de des0idrataci$n

es preeri(le una concentraci$n del 2cido de *3 como sepuede preparar , mL de 1sta soluci$n a partir de lasoluci$n inicial. 8 #*.#" mL sln y ),.) mL ste areado

. 9n el la(oratorio de control de calidad una empresa de colorantesse .*,.mL

a. determine el peso de etanol y las moles de aua en , mLde la soluci$n. 8 %).6#3 #%.

(. determine el peso de etanol en #, mL de la soluci$n. 8"#.,



""Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


c. Como prepararía %, mL de etanol #.,M a partir de estasoluci$n. 8 )6.6 mL slni y %#).* mL ste areado

. Una soluci$n de sulato alumínico tiene una concentraci$n 6 y

una densidad de %.#,mL.a. calcular los 'alores de Po y . 8 %.*=#63 )#.#(. 9n ) mL de esta soluci$n3 cu2nto 'ale la normalidad. 8 6c. 9n #, mL de esta soluci$n3 cu2nto 'ale el . 8 )#.#

#.-ara un proceso de síntesis de amino2cidos se reuiere / *E/.9n el la(oratorio se dispone de una soluci$n de /*E/ con unaracci$n molar de .), y una densidad de .% mL.

a. !etermine el peso de /*E/ en ", mL de esta soluci$n.8 )).,

(. !etermine la normalidad del /*E/ en la soluci$n. 8

%*.*c. Como prepararía % mL de /*E/ .,M a partir de estasoluci$n. 8 #.6*. mL slni y #,.% mL ste areado

##. Como prepararía , mL de aE/ .,M a partir del soluto s$lido.8 #" sto y se aoran con aua a , mL

#%.Se tiene una soluci$n de /%SE* al %, y de densidad #.#, .mLa. calcular para esta soluci$n las unidades de concentraci$n:

V3 3 m3 Po y .8 %.",V3 ,.63 ).*m3 Po @ .6*3 %, 4o('io5

(. -ara un proceso de des0idrataci$n se reuieren ) mL deesta soluci$n3 cu2ntas moles del 2cido 0ay en los ) mL.

8 .c. Cual es la concentraci$n molal en los ) mL. 8 ).*md. Se 0a determinado ue para el proceso de des0idrataci$n

es preeri(le una concentraci$n del 2cido de *3 como sepuede preparar , mL de 1sta soluci$n a partir de lasoluci$n inicial.

8 con )*# mL de la slni y #,." ml de sol'ente areado0

#).Se tiene una soluci$n de /%SE* al ,.%molal y de densidad #.%*.mL

a. -ara un proceso de des0idrataci$n se reuieren ) mL deesta soluci$n3 cu2ntas moles del 2cido 0ay en los ) mL.

8 #.%,(. Cual es la concentraci$n molal en los ) mL. 8 ,.%mc. Se 0a determinadoY( ue para el proceso de des0idrataci$n

es preeri(le una concentraci$n del 2cido de *3 como se



"-Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


puede preparar , mL de 1sta soluci$n a partir de lasoluci$n inicial.

8 con %).# mL de la slni y %6.# ml de sol'ente areado

$/U D/ 820$1

Cuando a una sustancia volEtil 4ue tiene una presi$n de 'apor aprecia(le5se le adiciona otra sustancia3 su presi$n de 'apor disminuye3 ya ue laareada in0i(e la acilidad de e'aporaci$n.

Sea 9 3o la presi$n de 'apor de 3 puro 4los 'alores de 9 3

o para una sustanciapura se leen en una ta(la de presi$n de 'apor de la sustancia3 y es unaunci$n de la temperatura5.

Sea tam(i1n 9 3 la presi$n de 'apor de 3 cuando se le 0a me&clado el otrocomponente.

............................................................................................................................................................................................ ............................ ............................ ............................ .... .... .... ....

j puro

j(v)

P j o

............................................................................................................................................................................................ ............................ ............................ ............................ .... ....

j(v)

j + otro

P j

9 3

o

9 3

La presi$n de 'apor de 3 4-Z5 es directamente proporcional a su racci$nmolar 4 PZ5. La relaci$n entre estas 'aria(les es:

-Z @ -Zo = PZ



"/Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


!ependiendo de la naturale&a del soluto y del sol'ente3 e=isten dos casosde la ley de +aoult3 así:

,2S0 NW ;: Cuando el soluto y el sol'ente son 'ol2tiles 4cumplen +aoult5

............................................................................................................................................................................................ ............................ ............................ ............................ .... .... .... ....

sto.(v)+

ste.(v)

sto. + ste.

P o + P e(Ley de Dalton)

Auí la soluci$n líuida enera otra soluci$n aseosa ue la llamaremos'apores3 y 1sta me&cla aseosa se cuantiica cl2sicamente (ao dos criterios:

;% ,omposición de los vapores: Fracci$n molar de soluto en ase aseosa4no es ?o3 este sím(olo es para la solución l.&uida3 en el capítulo deases 'imos ue se representa como Wo por ser una me&cla aseosa5

-or +aoult: 9o = 9oo?o y 9e = 9e

o?e Wo @-o

-o > -e

% ,omposición porcentual de los vapores: se reiere al porcentae enpeso del soluto en la me&cla aseosa. 4 o 4'apor5 5 : se7n lo planteadoen el capítulo de ases:

o4'apor5 @Wo = M?o

P# 3donde M? a' @ M?o = Wo > M?e = WeM? a'

-ara acilitar el tra(ao en los pro(lemas utili&aremos el siuiente cuadro3 uetam(i1n puede iniciar su llenado con lo ue indica la unidad de concentraci$nconocida por enunciado o por procedimiento3 siempre y cuando no se tenainormaci$n de 'aria(les e=tensi'as

S10 S1/ S$N

Valores leídos en ta(la)" ⇒no e=iste M? sln

9o ⇒una soluci$n no es pura

Valores calculados * + = ⇒ley de la conser'aci$n de la masa

n + = ⇒ ley de la conser'aci$n de la masa

? ⇒no e=iste P sln

9 9oo?o + 9e

o?e= ⇒ley de !alton de las presiones parc.





U ⇒no e=iste Wsln

Blustración: A #KC la presi$n de 'apor del (enceno 4C6/65 es #)* torr.3 y la presi$n de'apor del tolueno 4C6/,C/)5 es ,6 torr.;! Calcular la presi$n de los 'apores 49sln5 en contacto con una soluci$n a

#KC de (enceno en tolueno al ),3 y la composici$n porcentual de los'apores.

Como el soluto es el (enceno3 el sol'ente es el tolueno y ), indica ue0ay ), de soluto en # de soluci$n líuida3 podemos iniciar el

llenado del cuadro con esta inormaci$n y continuar la secuencia de

llenado con las relaciones 'erticales y 0ori&ontales ue nos permiten losactores de M? y la Nsuma de las partes iual al todoO:

,LOL:S10 ,LOC,O:S1/ S$N)" #mol! " %

9o 1orr%! #)* ,6

* #! ), 6, #

n mol! .** ."6 #.#,,

? .) .6##

9 1orr%! ,%#.%6 )*%.#6 6).*% 8 presión vapores U .6* so(ra

9l orien de la inormaci$n para llenar este cuadro es el siuiente:

Wa ue e @ sln < sto e @ 6,

), sto=# mol sto

@ .** mol sto" sto

6, ste=# mol ste

@ ."6 mol ste% ste

nsln @ no > ne nsln @ #.#,,

P @.**

@ .)#.##,,

Pe @ # < Po @ .6##

Aplicando la ley de +aoult al soluto: -o @ -o = P o

-o @ #)* torr = .) @ ,%#.%6 torr





Aplicando la ley de +aoult al sol'ente: -e @ )*%.#6 torr.

-or la ley de !alton: -sln @ -o > -e @ 6).*% torr.

W @-o

W @,%#.%6

@ .6* We @ # < W @ 3)6-sln 6).*%

-ara calcular la composici$n de los 'apores 0ace alta M? a'

M? a' @ "=.6* > %=.)6 @ ).,*4 sin unidades3 no se reuiere como actor5

Sustituyendo los 'alores de Wo3 M?o y M? a'3 o(tenemos ue:

o en 'apores @"=.6*

=# o en 'apores @ ,6.)).,*

L! A #KC una soluci$n de tolueno en (enceno tiene una presi$n de 'apor de "6 torr3 determinar la composici$n de los 'apores y el del solutoen la soluci$n líuida.

Usando la inormaci$n dada3 aplicando +aoult para el soluto y para elsol'ente y la ley de !alton:+aoult para el soluto: -o @ ,6=Po

+aoult para el sol'ente: -e @ #)*=4# ; Po5 @ #)* ; #)*Po

!alton: -sln @ -o > -e "6 @ ,6Po > #)* ; #)*Po Po @ ."**

Con esta inormaci$n enerada de Po3 podemos iniciar el llenado delcuadro con ."** mol sto y # mol sln 3 y el resto de inormaci$n ue

aparece en este cuadro se oriina a renl$n seuido3 así:

,LOC,O:S10 ,LOL:S1/ S$N)" #mol! % "

9o 1orr%! ,6 #)*

* #! 6.*, #." .*%

n mol! ."** .%,6 #

? ."** .%,6

9 1orr%! *#6.6* )*).)6 "6

U .,* so(ra

ne @ # < ."** @ .%,6

@ ."** mol sto= % sto @ 6.*, sto # mol sto

e @ .%,6 mol ste=" ste

@ #." ste # mol ste

sln @ o > e @ .*% Sln





+aoult para el soluto: -o @ ,6=Po -o @ *#6.6* torr

+aoult para el sol'ente: -e @ #)*=4# ; Po5 @ )*).)6 torr

!alton: -e @ -sln ; -o -e @ )*).)6 torr 4esta es otra manera de calcularla5

Composici$n de 'apores

W @-o

W @*#6.6*

W@ .,*-sln "6

del soluto en la soluci$n líuida:

o en sln @6.*,

=# o en sln @ "".*#.*%

128/2:;! !eterminar la composici$n porcentual de los 'apores y el porcentae

en peso del soluto en la soluci$n líuida de (enceno en tolueno a#KC3 si las presiones de 'apor del soluto y del sol'ente son i#uales.

! A cierta temperatura la adici$n de % moles de A en ) moles de 8oriina una soluci$n cuya presi$n de 'apor 'ale #% torr.3 si seadiciona otra mol del A sin modiicar la temperatura3 la presi$n de'apor de la nue'a soluci$n asciende a ##, torr.

Calcule la composici$n de los 'apores de la soluci$n inicial y lacomposici$n porcentual de los 'apores de la soluci$n inal si los pesosmoleculares de A y 8 son , y "% respecti'amente.

! Se disuel'en %.* de un compuesto de $rmula empírica Se #S) en #"6 de (enceno y la presi$n de 'apor de 1ste desciende desde ",.,0asta ",.%" torr3 calcular la $rmula molecular del compuesto.

Dia#rama de fases!ependiendo de los 'alores de las 'aria(les de estado presi$n ytemperatura3 una sustancia puede estar en estado s$lido3 líuido o aseoso.

Al raicar 9 's 13 se oriinan en el primer cuadrante ) &onas3 así:

@A E;&B

C





temperaturaUna &ona de N(aasO temperaturas3 ue corresponde al estado s$lido y es la&ona .

Una &ona de NaltasO temperaturas3 ue corresponde al estado aseoso y esla &ona .

Una &ona NintermediaO3 la &ona ue corresponde al estado líuido.

A presi$n constante se puede 'ariar la temperatura de dos maneras:

aument2ndola o disminuy1ndolaB estos procesos tienen nom(re propio y sellaman calentamiento y enriamiento isobEricos 4NisoO siniica iual y N(arosOsiniica presi$n5.

Si incluimos la línea iso(2rica en el diarama de ases3 corta el diarama deases en dos puntos límites entre dos estados3 así:

iso(ara

s$lido líuido

aseoso

(

temperatura

9l punto de corte i&uierdo entre los estados s$lido y líuido se llama puntode fusión y su respecti'a temperatura se llama: temperatura de usi$n 45.9l punto de corte derec0o entre los estados líuido y aseoso se llamapunto de ebullición 4en inl1s (oilin5 y su respecti'a temperatura se llama:temperatura de e(ullici$n 4(5. 9l su(índice es b por su nom(re en inl1s.

@A E;&B

C



-7Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


ota: 9l punto donde se encuentran las tres líneas se conoce como puntotriple y sus 'alores son típicos para cada sustancia. -ara el aua3 lascoordenadas de este punto son: 4.[ C3 *., torr5

Si la iso(ara est2 por de(ao del punto triple3 ella solo corta en un punto aldiarama de ases entro los estados s$lido y aseoso3 ue se conoce comopunto de sublimación3 en el cual ocurre un cam(io de estado de s$lido aas sin pasar por el estado líuido3 como ocurre con el -ielo seco 4CE% enestado s$lido5.,2S0 NW : La adici$n de un soluto no volEtil a un sol'ente 'ol2til.Wo: o e=iste3 ya ue encima de la soluci$n no 0ay me&cla de ases3 solo 0ay'apores de sol'ente3 porue el soluto no es 'ol2tilB es decir3 no se e'apora.

-o: Apro=imadamente iual a cero 4 ≅ 7 5.

-sln @ -o>-e3 como la -o es cero entonces:

-sln @ -e3 por ley de +aoult:

-e \ -eo3 entonces3 en este caso. La presi$n de 'apor del sol'ente reba3a

cuando se le adiciona un soluto no 'ol2til

9s decir3 se modiica el diarama de ases del sol'ente puro3 así:

ste puro

is$(ara

ste impuro @ sln

líuido

aseoso

sln ste ( ste ( sln

temperatura

E(ser'amos ue la temperatura de usi$n disminuye y la temperatura de

e(ullici$n aumenta3 esto se conoce como descenso criosc$pico 4∆T

C 5 yascenso e(ullisc$pico 4∆T b 5. 9stas propiedades se conocen como

propiedades coli#ativas de las soluciones.

9l 'alor de ∆T es directamente proporcional a la cantidad de soluto ue0ay en el sol'ente 4no interpretarlo como la cantidad de soluto areada al

@A E;&B

C





sol'ente. -or u1T5 Siempre y cuando la soluci$n sea HdiluidaH3 es decir3 sila concentraci$n molal es menor ue .#El descenso en el punto de fusión se llama crioscópico, porque la crioterapia es una tcnica mdica

'asada en baas temperaturas en las cuales el meta'olismo de los seres vivos disminuyeostensi'lemente y permite, entre otrasD cirugías de cora(ón a'ierto. Este descenso nos explica algunas

rutinas que existen en países con estaciones en los cuales, en la poca de invierno, arro?an sal en losandenes para que la capa de hielo formada durante la noche se derrita y así evitar accidentes. e igualmanera, en las empresas productoras de paletas, los cuartos fríos est$n regulados con agua sal*conocida como )salmuera!+ que circula fría por tu'erías a una temperatura inferior a 7F=. =uando latu'ería se vuelve porosa, esa solución contamina la producción de paletas y por esta ra(ón algunastienen un desagrada'le sa'or )salado!

Variables: ∆T y mp

!onde mp es la Hmolalidad de las partículasH3 mp @ m D de partículas ueori#ina el soluto en el sol'ente por disociaci$n.

Blustración:-ara una soluci$n de m @ .)3 el 'alor de mp depende del soluto3 así:

S10 DBS0,B2,BMN X 9281Y,$2S mp

2FZcar ;2FZcar No -ay! ; <%< x ;Na,l ;Na+ + ;,l 6 <%< x >e,l ;>e+ + ,l 6 J <%< x JNaS0J Na+ + ;S0J

6 <%< x ,0NO! urea! ;,0NO!No -ay! ; <%< x ;O,l ;O+ + ;,l

6 <%< x

2l

0O! ;2l

+

+

0O 6

J <%< x J

La proporci$n ueda:

∆@ Constante t.pica para cada solvente en cada situaci$n particular

mp

/ay dos constantes: una para el ascenso e(ullisc$pico y otra para para eldescenso criosc$pico. -or lo dic0o:

∆c@ c

e=isten ta(las con 'alores de la constantecriosc$pica c para dierentes sol'entes a # atm

c @ #.6 para el auamp

∆(@ (

e=isten ta(las con 'alores de la constantee(ullisc$pica c para dierentes sol'entes a # atm ( @ .,% para el aua

mp

Las unidades de c y ( son KCmolal. N012 : Los m1todos criosc$picos 4medir e=perimentalmente sln yo (sln5son muy 7tiles para determinar pesos moleculares de solutos &ue no sedisocian3 es decir: mp = m3 ya ue con los datos e=perimentales tenemos:





o sto y e ste.

Se puede calcular el 'alor de la molalidad m con los datos e=perimentales

∆c yo ∆( y a(ricar los actores de m y M?o.

9mpatando actores loramos una ecuación ue nos permita calcular el M?del soluto.

e r ste =m mol sto M?o r sto

@ o r sto# r ste # mol sto

Blustraciones:Qu1 peso de urea CE4/%5% de(e arearse a , de /%E para o(tener una soluci$n ue conele a <#KCT

∆c @ #KC 4-or u1T5

Como el soluto no se disocia mp @ m @ # @ ,.)"6 ⇒ actor: ,.)"6 mol sto#.6 # ste

Factores: o stoT punto de lleada

, ste punto de partida

-ara empatar actores alta un actor ue posea las unidades sto

3 esMol sto

decir3 el M?o ue 'ale 6.

ransormaci$n de unidades:

, ste =,.)"6 mol sto 6 sto

@ o sto ⇒ o @ #6.#)

# ste # mol sto

128/2:Se disuel'en .", de un compuesto en #"., de alcanor3 la temperaturade usi$n de la soluci$n ue de #6*.*KC. Calcule el peso molecular delcompuesto si para el sol'ente la temperatura de usi$n es #".*KC y suconstante criosc$pica c @ *.

9=iste otra propiedad coli#ativa y es la presión osmótica. La $smosis es elen$meno de diusi$n de un sol'ente a tra'1s de una mem(ranasemipermeable3 este en$meno ocurre cuando e=isten dos soluciones de

dierente concentraci$n separadas por la mem(rana semipermea(le. 9l aua pasa a tra'1s de la mem(rana desde la soluci$n mas diluida 4asíaumenta la concentraci$n5 0acia la soluci$n mas concentrada 4y asídisminuye su concentraci$n53 por lo tanto la $smosis (usca disminuir ladierencia de concentraciones entre dos soluciones ue est2n comunicadas



-"Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


con una mem(rana semipermea(le. Una representaci$n de en$menoosm$tico se muestra en la siuiente iura.

mem(rana

semipermea(le

el cam(io de ni'el

se de(e al paso del

sol'ente a tra'1s

de la mem(rana

semipermea(le

0

aua pura

4 NslnO diluida5Sln concentrada

Cuando una c1lula posee alta concentraci$n salina4se llama -ipertónica53 es decir3 luyeaua a tra'1s de la mem(rana celular3 ue es una mem(rana semipermea(le3 desde otrac1lula de (aa concentraci$n salina 4se llama -ipotónica5 y la c1lula se N0inc0aO para lorar iual concentraci$n salina 4se llama isotónica5

La presi$n reuerida para e'itar el proceso osm$tico3 se conoce como

presi$n osm$tica 4 5 y es directamente proporcional a la Nmolaridad de

partículasO Mp3 donde Mp @ M = [ de partículas ue oriina el soluto en elsol'ente por disociaci$n y tam(i1n depende de la temperatura a(soluta. 9starelaci$n3 e=perimentalmente se 0a encontrado ue esta dada por laecuaci$n:

π @ Mp+ 3donde: π 9s la presi$n osm$tica

Mp 9s la molaridad de partículas 4o osmolaridad5

+ @.% at L

mol [

9s la temperatura a(soluta en rados el'in

Ilustraci$n:

Calcule la presi$n osm$tica a %"[C de una soluci$n ue contiene dea4E/5 en % mL de soluci$n acuosa.

Soluci$n: u(iuemos la inormaci$n dada y (usuemos las moles de sto

sto ste sln inormaci$n dada en el enunciado

r transormaci$n de ramos a moles con el actor M?

V ml %M @

no=#)

@.%=#)

@ #n mol .% Vsln %

M?rmol * Como el soluto es un 0idr$=ido3 se disocia así:

d rml aE/ a #> > E/ #<



--Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


9l [ de partículas ue el soluto oriina es % ⇒

Mp @ %=# @ %

π @%moles =.% atm L =) [K

@ *.% atmL Mol [

L% S0$B$BD2D D/ N G2S /N $Y[BD0 $ey de Oenry!:La solu(ilidad de un as en un líuido est2 reulada por la ley de /enry uees de la orma:

? 3 @#

=9 3/

!onde 9 3 es la presi$n ue el as 3 eerce so(re el líuido3 ? 3 es la racci$nmolar del as 3 en la soluci$n. O es la constante de /enry caracter.stica

para el sistema3 depende del as 4sto.5 y del líuido 4ste.5.Se puede anali&ar por proporcionalidad ue si uiere disol'er mayor cantidadde as3 1ste de(e eercer mayor presi$n so(re el líuido.

Curiosidad: Cuando sale Haua lec0osaH de una canilla3 en lenuae dom1stico dicen Helaua tiene cloroH3 ]ue tal^3 estaríamos muertos^3 +ealmente es aire disuelto en e=ceso3cuando se dea al am(iente la presi$n del aire es menor3 y al disminuir 1sta presi$n tam(i1ndisminuye la solu(ilidad del aire en el aua3 por esto usted 'e ue el aua se 'a aclarando3es decir3 el e=ceso de aire disuelto reresa a la atm$sera coninante.



-/Química General...en la U. Unidad 6 Soluciones


Q% ,\$,$0S /S1/[B0)]18B,0S ,0N BN>08)2,BMN 2$8/D/D08D/ S0$,B0N/S

-ara estos c2lculos seuimos la línea de tra(ao esta(lecida en

esteuiometría3 construcci$n de actores.

Un tro&o de aluminio met2lico pesa %.6# r y se le adicionan ", ml de/%SE* de densidad #.# rml y al %*.".Una 'e& disuelto el metal se7n la reacci$n

Al > /%SE* Al% 4SE*5) > /%45

La soluci$n se diluye 0asta * ml3 calcular:a5 de la soluci$n inal respecto al /%SE*

(5 de la soluci$n inal respecto a la sal ormada.-or la redacci$n 0ay ue calcular los e<r de / %SE* ue so(ran de lareacci$n y los e < r ue se producen de sal. 9l enunciado nos indica ue el

reacti'o límite 4+L5 es el metal.+eacci$n

(alanceadapara calcular

/

># >6 <% 6e< >) >6 <%

2ls! + OS0J ;2lS0J! + O#! ↓) ↑#=%

enunciado

%.6# r Al ", ml sln

#.# r sln

ml sln

%*." r ac

# r sln

Factor /) e<r Al % e<r ac

# mol Al # mol ac

GrT Si%" r Al

Si r ac

# mol Al # mol ac





Vamos a calcular los e< r de cada reacti'o:

Al: %.6# r Al=

# mol Al ) e<r Al@ .) e<r Al

%" r Al # mol Al

/%SE* : ", ml sln=#.# r sln %*." r ac # mol ac % e<r ac

@% e<r ac# ml sln # r sln r ac # mol ac

+eacti'o límite Al. Conirmado el enunciadoSo(ra /%SE* @ 4.**6 < .)5 e <r /%SE* @ .#*6 e <r /%SE*

Se producen .) e < r de sal.Como el 'olumen es .* lt. 9ntonces:

del /%SE* ue so(ra @.#*6

@.)6,.*

de la sal ormada @ .) @.",.*

1aller

J% Cu2nto mL de /%SE* %molal se pueden o(tener a partir de % ml de/%SE* al ,)." de densidad #.*6 mLT

C% Con ) mL de /%SE* al ,)." de densidad #.*6 mL3 cu2ntosmililitros de /%SE* de racci$n molar @ ., se pueden prepararT

L% Se dispone de una soluci$n de /)-E* al 6,3 con una densidad de #.),mL.

a. calcular para esta soluci$n las unidades de concentraci$n: M3 3m3 Po y V

(. 9n una alícuota de , mL de esta soluci$n3 calcular: peso desoluto3 de sol'ente y de soluci$nB moles de sto3 de ste y desoluci$n.

c. Cu2l ser2 el en los , mL de soluci$n.d. Se uiere preparar ,mL de /)-E* al , a partir de la soluci$n

al 6,3 calcule el 'olumen de la soluci$n concentrada ue se

de(e tomar y el 'olumen de aua ue se de(e adicionar.

Q% Se tiene una soluci$n de /%SE* .6M y de densidad #.* .mLa. calcular para esta soluci$n las unidades de concentraci$n:

V3 3 m3 Po y V.(. -ara un proceso de des0idrataci$n se reuieren ) mL de esta

soluci$n3 cu2ntas moles del 2cido 0ay en los ) mL.





c. Cual es la concentraci$n molal en los ) mL.d. Se 0a determinado ue para el proceso de des0idrataci$n es

preeri(le una concentraci$n del 2cido de *m3 como se puedepreparar , mL de 1sta soluci$n a partir de la soluci$n inicial.

I% 9n el la(oratorio de control de calidad una empresa de colorantes setiene una soluci$n de etanol 4C%/,E/5 al ,.,V de densidad.*,.mL

a. determine el peso de etanol y las moles de aua en , mL dela soluci$n.

(. determine el peso de etanol en #, mL de la soluci$n.c. Como prepararía %, mL de etanol #.,m a partir de esta

soluci$n.

H% -ara un proceso de síntesis de amino2cidos se reuiere /*E/. 9n ella(oratorio se dispone de una soluci$n de /*E/ con una racci$n molar de .), y una densidad de .% mL.

a. !etermine el peso de /*E/ en ", mL de esta soluci$n(. !etermine la normalidad del /*E/ en la soluci$n.c. Como prepararía % mL de /*E/ .,m a partir de esta

soluci$n

;<%9l etilen licol 4M? @ 65 es un anticonelante com7n para el radiador delos autom$'iles3 es no 'ol2til3 es solu(le en aua y no se disocia.!etermine la temperatura de conelaci$n y la temperatura de e(ullici$nde una soluci$n ue contiene , de etilen licol en %*., de aua. 8 <6.6[C3 ##."[C

;;%Se prepara una soluci$n disol'iendo ), de 0emolo(ina en # L desoluci$n3 se encuentra ue la presi$n osm$tica es de # torr. a ""KF3determine el peso molecular de la 0emolo(ina3 si 1sta no se disocia. . 86*."6

;% %% mL de una soluci$n con %.*" de un polímero en (enceno tiene unapresi$n osm$tica de .6) torr a %#KC3 determine el peso molecular delpolímero3 si 1ste no se disocia. 8 %,6.%

;%Cu2ntos ramos de sacarosa 4M? @ )*%5 de(en arearse a ,,% deaua para o(tener una soluci$n cuya presi$n de 'apor sea % torr. menor ue la del aua pura a %KC ue 'ale #"., torr. 8 #)*.6*

;J%Las presiones de 'apor a ),KC del etanol 4M? @ *65 y del isopropanol4M? @ 65 son # torr y )".6 torr3 respecti'amente.





!etermine las presiones de cada uno de ellos3 en psi a ),KC en unasoluci$n en la cual la racci$n molar del etanol es .).8 ) y %6.)% torr 4pasarlos a psi5

;C%Cu2ntos litros del anticonelante etilen licol 4M? @ 65 de densidad#.##mL se de(en arear al radiador de un autom$'il ue contiene 6.,litros de aua3 si la temperatura in'ernal m2s (aa es de <%KC. 8 )."L

;L% A %KC la presi$n de 'apor del aua es #".,# torr. A %KC una soluci$n de,).* de un compuesto no 'ol2til > en # de aua tiene unapresi$n de 'apor de #".*% torr3 calcular el peso molecular del soluto 4 >58 #).))

;Q% A %,KC la presi$n de 'apor de la acetona 4M? @ ,5 es %%.% torr.

Calcular la presi$n de 'apor a %,KC de una soluci$n de # de uncompuesto no 'ol2til de peso molecular @ #%, en ", de acetona. 8%#,.#

;I%Las presiones de 'apor a KC del (enceno 4M? @ "5 y del tolueno 4M?@ %5 son ",) torr y % torr3 respecti'amente3 determine la composici$nde los 'apores de una soluci$n ue contiene %, de (enceno en #%, de tolueno a KC. 8 .6

;H% Al disol'er .% mol de sacarosa 4M? @ )*%5 en # de aua3 ladensidad de la soluci$n 'ale #.%mL3 determine:

a. La presi$n de 'apor de la soluci$n a %KC3 si la presi$n de 'apor del aua a %KC 'ale #".)6 torr. 8 #".% torr

(. La temperatura de e(ullici$n de la soluci$n. 8 #.#[Cc. La temperatura de usi$n de la soluci$n. 8 < .)"%d. L presi$n osm$tica de la soluci$n. 8 *., atm

<% A 6KC las presiones de 'apor del di(romuro de etileno 4M? @ #5 y deldi(romuro de propileno 4M? @ %%5 son #), torr y # torr respecti'amente. A esta temperatura una soluci$n de di(romuro deetileno en di(romuro de propileno presenta una presi$n de #, torr3determine:

a. La racci$n molar del soluto en la soluci$n líuida. 8 .%6(. 9l del soluto en la soluci$n líuida. 8 #.6#.#,c. La presi$n de 'apor de cada componente en la ase de 'apor. 8

%".# y #,".%# torr d. La composici$n de los 'apores. 8 .#,e. La composici$n porcentual de los 'apores. 8 #).#





;%Cuantos mililitros de aua se reuieren para preparar )mL de soluci$n.,m a partir de:b! /%SE* molar de densidad #.*6. 8 %#.6%c! /%SE* al %, de densidad #.#,. 8 %,

d! /%SE* ,.% molal de densidad #.%*. 8 %6*.",

%Cuantos mililitros de aua se de(en arear para preparar una soluci$n al#3 a partir de %, mL de:d! /%SE* molar de densidad #.*6. 8 #,,., mLe! /%SE* al %, de densidad #.#,. 8 *)#.%, mLf! /%SE* ,.% molal de densidad #.%*. 8 "#%." mL

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Soluciones - Química General