Estequiometría 2

Mezclas

Heterogénea Homogénea

Tipos

Disoluciones

No saturada Saturada Sobresaturada

Dependen de

Concentración

%

ppm

M

N

m

Se expresa

Soluto

Solvente

Formadas por

Definiciones básicas 1. Disolución: es una mezcla totalmente homogénea. Y consiste en un soluto

disuelto en un disolvente.

2. Soluto: se refiere al componente que se encuentra en menor cantidad en la

disolución.

3. Disolvente: es el componente que está en mayor cantidad.

Definiciones básicas 1. Disolución saturada: contiene la máxima cantidad de un soluto que se

disuelve en un disolvente en particular a una temperatura específica.

2. Disolución no saturada: contiene menor cantidad de soluto que la que es

capaz de disolver.

3. Disolución sobresaturada: contiene más soluto que el que puede haber en

una disolución saturada.

Factores que

intervienen

en las

disoluciones

• Factores que

afectan la

solubilidad

• Factores que

afectan la

velocidad.

• Propiedades del soluto

• Propiedades del disolvente

• La temperatura

• La presión

• El tamaño de la partícula

• La velocidad de agitación

• La temperatura

Símbolo Concentración Fórmula

% Porcentaje referido a la masa % = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 x 100

Ppm Partes por Millón ppm = 𝑀𝑖𝑙𝑖𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝐾𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

M Molaridad M = 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

N Normalidad N = 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

m Molalidad m = 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝐾𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒

Porcentaje referido a la masa

a) Calcule el porcentaje referido a la masa de cloruro de sodio si se disuelven

19g de esta sal en suficiente cantidad de agua para obtener 175g de disolución.

Identifica tus datos:

Soluto: 19g de NaCl

Disolución: 175g (casi siempre el disolvente será el agua, es normal que no lo

nombren y te den el valor de la disolución).

Aplica la fórmula: % = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜


% = 19𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙

175𝑔 x 100

= 10.85%


b) Calcule el porcentaje referido a la masa de cloruro de sodio si se disuelven

16g de esta sal en 80g de agua.

Identifica tus datos:

Soluto: 16g de NaCl

Disolvente: 80g de agua

Disolución: es la suma del soluto y el solvente. Para este ejemplo=96g

Aplica la fórmula: % = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜


% = 16𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙

96𝑔 x 100

= 16.66%


c) Calcule la cantidad de gramos de azúcar C12H22O11 que deben disolverse en

825g de agua para preparar una disolución de azúcar al 20%.

En esta disolución hay 20g de azúcar por cada 80g de agua (100g de disolución

– 20g de agua=80g de agua); por tanto podemos calcular la cantidad de gramos

de azúcar que se necesitan para 825g de agua como sigue:

x = 206.25g de azúcar

20g de azúcar - 80g de agua X - 825g de agua


d) Calcule la cantidad de gramos de agua que debe añadirse a 10g de fenol

para preparar una disolución acuosa de fenol al 2%

En una disolución de fenol al 2% hay 2g de fenol por cada 98g de agua.

x = 490g de agua

2g de fenol - 98g de agua 10g de fenol - x de agua


e) Calcule el número de gramos de disolución que se necesitan para dar 12.5g

de azúcar C12H22O11 a partir de una disolución de azúcar al 10%

Podemos hacerla con un simple despeje de nuestra fórmula.

% = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 x 100 Masa de disolución =

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

% x 100

Masa de disolución = 12.5

10 x 100

Masa de disolución = 125g

Partes por millón

a) Una muestra de 825ml de agua contiene 3.5mg de iones fluoruro (F-).

Calcule las partes por millón de ion fluoruro en la muestra

Una variante de la fórmula que conocemos es expresar los kilogramos de

disolución en Litros:

ppm = 𝑀𝑖𝑙𝑖𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝐾𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

Entonces para el problema, tienes que convertir tus ml a Litros, para obtener los

litros de disolución.

ppm = 3.5𝑚𝑔

0.825𝐿= 4.2mg/L

Partes por millón

b) Calcule los miligramos de ion fluoruro en 1.25L de una muestra de agua que

tiene 4 ppm de ion fluoruro.

ppm = 𝑀𝑖𝑙𝑖𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜


4mg/L = 𝑀𝑖𝑙𝑖𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

1.25𝐿

Miligramos de soluto = 4𝑚𝑔/𝐿(1.25𝐿)

Miligramos de soluto = 𝟓 𝒎𝒈

Molaridad

a) Calcule la molaridad de una disolución acuosa de cloruro de sodio (NaCl)

que contiene 284g de cloruro de sodio en 2.20L de disolución.

M = 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜


Primero debemos determinar los moles de soluto:

1 Mol de NaCl - 58.44g de NaCl X moles de NaCl - 284 g de NaCl

X = 4.85 moles de NaCl

Ahora únicamente sustituyes los datos en la fórmula:

M = 4.85 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙

2.20 𝐿

M = 2.20 moles/Litros

Molaridad

b) ¿Cuántos gramos de dicromato de potasio K2Cr2O7 se requieren para

preparar 250ml de una disolución cuya concentración sea de 2.16M?

M = 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜


Primero vamos a despejar nuestra fórmula para obtener los moles de soluto:

Moles de soluto= M(L)

Ahora realiza un regla de tres para determinar los gramos:

X = 158.86 gramos de K2Cr2O7

Moles de soluto= 2.16moles/L (0.25L)

Moles de soluto= 0.54

1 Mol de K2Cr2O7 - 294.19 g de K2Cr2O7 0.54 moles de K2Cr2O7 - X gramos de K2Cr2O7

Molaridad

C) En un experimento bioquímico, un químico necesita agregar 3.81g de

glucosa C6H12O6 a una mezcla de reacción. Calcule el volumen en mililitros de

una disolución de glucosa de 2.53M que deberá utilizar para la adición.

Primero vamos a obtener nuestros gramos de soluto con una sencilla regla de

tres:

Ahora despeja de tu fórmula:

X = 21.14 x10-3 moles de C6H12O6

1 Mol de C6H12O6 - 180.15 g de C6H12O6

X - 3.81g de C6H12O6

2.53 moles/L = 21.14𝑥10−3

𝐿 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

L de disolución = 21.14𝑥10−3𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

2.53 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠/𝐿 = 8.35x10-3 L

Disolución= 8.35 ml de disolución

Pero el resultado lo quiere en ml, así q multiplica por 1000:

Normalidad

a) Calcule la normalidad de una disolución acuosa de ácido sulfúrico H2SO4

que contiene 275g de ácido sulfúrico en 1.20L de disolución y que se utiliza en

reacciones en las cuales se reemplazan dos hidrógenos.

Sabemos que para calcular la Normalidad de una disolución utilizamos la

siguiente fórmula:

N = 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜


Pero cómo determinamos los equivalentes:

Continua….

Normalidad

En el caso de este ejercicio estamos hablando de un ácido, (H2SO4) el ácido

sulfúrico. Este ácido tiene 2 Hidrógenos por lo tanto su equivalente sería:

Equivalente de un ácido = 98𝑔

2= 49𝑔

Pero aún no tenemos el equivalente del soluto, únicamente hemos determinado el

equivalente de ese ácido en gramos ; para determinar los equivalentes del

soluto, revisaremos otra vez nuestro problema, y efectuaremos una regla de tres

con los gramos de soluto dados.

1 equivalente de H2SO4 - 49g de H2SO4 X equivalentes de H2SO4 - 275g de H2SO4

Equivalentes de soluto = 5.61

Continua….

Normalidad

Ahora sí, ya tenemos los equivalentes de soluto y nuestros litros de disolución así

que sustituimos y hacemos las operaciones correspondientes: N=M(H,OH, m)



N = 5.61𝑒𝑞

1.20𝐿

N= 4.67 equivalentes /litro

Normalidad

b) Calcule el número de gramos de ácido sulfúrico que se necesitan para

preparar 520ml de una disolución acuosa de ácido sulfúrico 0.100N.

Si sustituimos los datos con los que contamos en nuestra formula, encontraremos

que podemos obtener los equivalentes de soluto:

0.100 = 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

0.52𝐿

Equivalentes de soluto =0.100eqL(0.52L)

Equivalentes de soluto =0.052eq

Como tenemos los equivalentes de soluto es sencillo

determinar los gramos de soluto (ácido sulfúrico). Sabemos

que 1 eq de H2S04 = 49g (lo hicimos en el problema anterior).

Entonces decimos:

1 equivalente de H2SO4 - 49g de H2SO4 0.052equivalentes de H2SO4 - x gramos de H2SO4

Gramos de soluto = 2.5 g de H2SO4

Normalidad

c) Calcule la cantidad de mililitros de disolución de ácido sulfúrico que se

requiere para proporcionar 120g de ácido sulfúrico a partir de una disolución

acuosa de este ácido del 2.00N.

Para realizar este problema debemos obtener primero los equivalentes de soluto

a 120g de ácido sulfúrico (H2SO4 ):

1 equivalente de H2SO4 - 49g de H2SO4 X equivalentes de H2SO4 - 120g de H2SO4


Bien ahora podemos sustituir y despejar de nuestra fórmula los

litros: 2.00N =

2.44 𝑒𝑞


Litros de disolución = 2.44 𝑒𝑞

2.00𝑒𝑞/𝐿

Litros de disolución= 1.22 = 1220ml

Normalidad

d) Calcule la normalidad de una disolución acuosa de hidróxido de calcio

Ca(OH)2 que contiene 2.25g de hidróxido de calcio en 1.50L de disolución.

Note que en este problema no estamos hablando de un ácido, sino de una base

(ion hidroxilo); por lo tanto debemos determinar sus equivalentes de la siguiente

manera:

Equivalente de un hidróxido = 74𝑔

2= 37𝑔

Bien ahora obtengamos los equivalentes de soluto:

1 equivalente de Ca(OH)2 - 37g de Ca(OH)2 X equivalentes de Ca(OH)2 - 2.25g de Ca(OH)2


Continua….

Normalidad


que sustituimos y hacemos las operaciones correspondientes:



N = 0.06𝑒𝑞

1.50𝐿


Normalidad

e) Calcule la normalidad de una disolución acuosa de Nitrato ferrico Fe(NO3)3

que contiene 3g de nitrato ferrico en 200ml de disolución.

Note que en este problema estamos hablando de una sal; por lo tanto debemos

determinar sus equivalentes de la siguiente manera:

Equivalente de una sal = 241.86𝑔

3= 80.62𝑔

Bien ahora obtengamos los equivalentes de soluto:

1 equivalente de Fe(NO3)3 - 80.62g de Fe(NO3)3 X equivalentes de Fe(NO3)3 - 3g de Fe(NO3)3


Continua….

Normalidad


que sustituimos y hacemos las operaciones correspondientes:



N = 0.03𝑒𝑞

0.2𝐿


Molalidad

a) Calcule la molalidad de una disolución de glicerol (C3H8O3) que contiene

32.7 de glicerol en 100g de agua.

m = 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜


Primero debemos determinar los moles de soluto:

1 Mol de C3H8O3 - 92.09g de C3H8O3

X moles de C3H8O3 - 32.7g de C3H8O3

X = 0.35 moles de C3H8O3

Ahora únicamente sustituyes los datos en la fórmula :

m = 0.35 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑔𝑙𝑖𝑐𝑒𝑟𝑜𝑙

0.1𝐾𝑔

m = 3.5 moles/Kg

Molalidad

b) Calcule el número de gramos de glicerol que se necesitan para preparar

520g de una disolución de 2.00mol de glicerol en agua

La masa molar del glicerol es 92g. Una disolución de glicerol 2 molal contiene 2

mol (184g) de glicerol en 1Kg (1000g) de agua. La masa total de esta disolución

es: 1 mol de C3H8O3 - 92.09g de C3H8O3

2 mol de C3H8O3 - x

X = 184g de C3H8O3 + 1000g de agua

Disolución = 1184g de disolución

Ahora para calcular la masa de glicerol que se necesita para

preparar 520g de una disolución 2m:

184g de C3H8O3 - 1184g de disolución

x- 520g de disolución

X= 80.81g de glicerol

Molalidad

c) Calcule el número de gramos de agua que se debe añadir a 5.80g de glicerol

para preparar una disolución de glicerol 0.100m

La masa molar del glicerol es 92g. Una disolución de glicerol 2 molal contiene 2

mol (184g) de glicerol en 1Kg (1000g) de agua. La masa total de esta disolución

es: 1 mol de C3H8O3 - 92.09g de C3H8O3

X - 5.80g de C3H8O3

X = 0.062 mol de C3H8O3

m = 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜


Kg de disolvente = 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑚

Kg de disolvente = 0.062𝑚𝑜𝑙

0.100𝑚𝑜𝑙/𝑘𝑔

Kg de disolvente = 0.62 = 620g

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